Zasady zachowania momentu pędu

Na poprzedniej stronie przedstawiliśmy model rozpadu beta, zgodnie z którym rozpad ten polega na przemianie jednego z neutronów zawartych w jądrze atomowym w proton oraz elektron. Elektron następnie opuszcza jądro i jest rejestrowany jako promieniowanie beta. Powiedzieliśmy również, że neutron, proton oraz elektron mają wewnętrzne momenty pędu - spiny. Zgodnie z zasadą zachowania całkowity moment pędu układu (którym jest neutron) przed reakcją musi równać się całkowitemu momentowi pędu układu po reakcji (układem tym jest układ proton-elektron). Po reakcji mogą pojawić się trzy różne konfiguracje cząstek: proton i elektron wirujące w tym samym kierunku, który jest zgodny z ruchem wskazówek zegara (wtedy wypadkowy spin wynosi +1), wirujące w kierunku zgodnym, ale przeciwnie do ruchu wskazówek zegara (wtedy wypadkowy spin wynosi -1), oraz sytuacja, w której obie cząstki wirują w kierunkach przeciwnych (wypadkowy spin wynosi 0). W żadnej z powyższych możliwości całkowity moment pędu na końcu reakcji (całkowity spin) nie jest równy całkowitemu momentowi pędu przed reakcją. W naszym prostym modelu znów pojawia się problem. (Rozwiązanie tego problemu było możliwe przy pewnych szczególnych założeniach na gruncie modelu neutron - proton + elektron, jednak rozwiązanie to nie było szczególnie eleganckie i nie będziemy go tu prezentować.)

Zasada zachowania momentu pędu w rozpadzie beta

Czy wiesz, że...

Pojęcie spinu pojawia się w sposób naturalny w równaniu sformułowanym w 1928 przez Paula Diraca. Równanie to opisuje cząski elementarne łącząc język mechaniki kwantowej z językiem szczególnej teorii względności. Oprócz spinu z równania tego wynika konieczność istnienia antymaterii, która odkryta została kilka lat po jego sformułowaniu.