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中性子はなぜ15分で崩壊する?

2017/10/29

Permalink 15:57:42, by admin Email , 0 words   Japanese (JP)
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中性子はなぜ15分で崩壊する?

中性子は電気的に中性なので安定しているかと思えるが、約15分でベータ崩壊する。陽子と電子にわかれ、ニュートリノが放出される(といわれている)。ニュートリノはともかく中性子が陽子と電子から成り立っているのは確からしい。
ところで、中性子を陽子に直接電子がくっついた状態であるとした。


中性子が電気的に中性であるのは、中性子が膨大にあって、マクロ的に電気力線が中和されている状態であると考えられる。1個だけの中性子は、プラスとマイナスの電荷がはっきりと出ているはずだ。プラスとマイナスの電荷による電気力線は以下のようになる。遠く離れていると中性だが、近傍ではプラスとマイナスがある。

このような中性子が大量にあった場合、中性子同士が結合することが予想される。こんな具合だ。


中性子が2個結合すると、陽子のプラス同士、電子のマイナス同士が反発してばらばらになることが予想される。中性子の崩壊時間は、10分、12分、15分とばらばらの記述が多い(これは筆者の誤解だった。平均寿命、崩壊時間のちがい)。これは中性子の密度に依存しているのではないだろうか? また中性子が崩壊していくと重水素が合成される。これは崩壊した陽子に中性子がくっつくのではないか?

太陽起源の中性子があるらしい。いくつかの研究機関で観測を試みている。しかし現在まで太陽中性子はたった11例しか観測されていないという。観測方法が不明だが、太陽風に含まれる陽子と電子が結合して中性子になる場合もあるのではないかと考えてしまう。

どうして、クオークやグルーオンを持ち出さないかという人もいるだろう。ここでは、クオークなど素粒子を用いることなく原子を記述する試みをしている。すでに破綻しているかもしれないが、もう少しやってみるつもりだ。

追記(20171030)やってて気がついたが、これは電気力線の処理がクオークの使い方とほぼ同じだ。しかしクオークとは、電子軌道の扱い方がちがってくる。仮想粒子を使わないだけでも意味がある?

追記(20171031)
中性子が2個くっついて、ばらばらになる仕組みはこうだ。くっついた状態の片方の電子がもう片方の陽子に引かれて、ずれてくる。ある程度までずれて、電子同士が近づくと、反発力で弾かれる。陽子の表面で電子が移動するのではないかという仮定だ。

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