Haben Atome eine Lebensdauer?

Aus „Eine kurze Geschichte von fast allem“ von Bill Bryson:

Atome bestehen jedoch praktisch ewig. Niemand weiß genau, wie lange ein Atom überleben kann, aber laut Martin Rees sind es wahrscheinlich etwa 10^35 Jahre

Kann mir jemand dieses Ergebnis erklären?

Mir wurde gesagt, dass die ursprünglichen Atome im Universum wahrscheinlich Wasserstoff waren, der aus dem ursprünglichen Urknall-Zeug kondensierte. Es wird gesagt, dass leichtere Atome Teil der Fusionszyklen sind, die Sterne am Laufen halten, und schwerere Atome aus Fusionen, die bei energetischen Ereignissen wie Supernovae auftreten. Wir haben auch radioaktiven Zerfall zu berücksichtigen. Ich bin mit all diesen Dingen einverstanden, aber es hört sich so an, als würde Bryson über etwas ganz anderes sprechen.

Ich verstehe, wie Sie ein statistisches Argument vorbringen könnten, bei dem es um die Wahrscheinlichkeit geht, dass ein bestimmtes Atom an zukünftigen solchen Ereignissen beteiligt ist, aber ich glaube nicht, dass das hier vor sich geht, da das Ergebnis fünfundzwanzig Größenordnungen älter ist als das Universum (so weit wir wissen). Irgendwelche Ideen?

Antworten (1)

Das hat mit der Wahrscheinlichkeit zu tun, dass das Proton in leichtere subatomare Teilchen wie ein neutrales Pion und ein Positron zerfallen würde , was je nach den derzeit existierenden Theorien eine berechenbare Zahl ist. Die Grenze in Ihrem Zitat ist eine Größenordnung höher als die bisher letzte experimentelle Grenze des Protonenzerfalls.

Wenn ein Proton im Kern eines Atoms zerfällt, zerfällt der Kern, weil er ein Baryon verliert und die darin freigesetzte Energie ihn zerstört, und dann löst sich das Atom auf.

Niemand weiß experimentell, ob das Proton jemals zerfallen wird, es gibt jedoch eine untere Grenze für seine Lebensdauer. es wird von vielen GUTs vorhergesagt, dass es zerfällt.
@Prathyush: Es gibt auch eine Obergrenze für den Instanton-vermittelten Zerfall des Standardmodells, die enorm ist.
das wusste ich nicht danke. kann dieser Instanton-vermittelte Zerfall durch einen Feynman-Knoten angenähert werden, nachdem sein Beitrag irgendwie berechnet wurde? Ich weiß, was Instantons sind, aber ihr Beitrag zu Feynman-Diagrammen ist mir sehr neu.
Selbst wenn alle Protonen zerstört wurden, gibt es immer noch Neutronen. Diese Neutronen können einem Beta-Zerfall unterliegen und sich in Protonen verwandeln. Das Atom kann also noch länger halten. Natürlich haben Sie Recht mit dem Protonenzerfall (es ist natürlich nicht experimentell bewiesen).
@RoghanArun-Atome hängen auch für ihre Bindung von elektromagnetischen Wechselwirkungen ab. Der Kern zerfällt, sobald die Protonen zu zerfallen beginnen, zuerst mit Kernzerfällen und dann, wenn alle Protonen weg sind, können die Neutronen zerfallen.
Die Atome können sich dann aber ein zweites Mal neu bilden.
@RoghanArun nicht in der Standardkomologie von Big Bang. Es gibt andere Modelle für ein Fahrraduniversum als den Mainstream. en.wikipedia.org/wiki/Cyclic_model
Nein, ich meine, die Atome können sich ein zweites Mal bilden, weil die Neutronen in Protonen und Elektronen zerfallen wären.
@RoghanArun könnte sich nur Wasserstoff bilden und dann würden Protonen wieder zerfallen, es sei denn, das Universum oszilliert und setzt sich bis zum großen Knirschen fort
Das würde 10^32 Jahre für die Halbwertszeit dauern.
@RoghanArun Afaik Der Mechanismus, der den (immer noch hypothetischen) Protonenzerfall verursacht, würde auch für Neutronen funktionieren (und wird nicht wesentlich davon beeinflusst, ob das Nukleon an einen Kern gebunden oder frei ist). Wenn Protonen zerfallen, zerfallen auch die (in einem Kern gebundenen) Neutronen mit ähnlichen Werten. Es wird nur "Protonenzerfall" genannt, weil die Neutronen viel schneller durch gewöhnlichen Beta-Zerfall zerfallen, wenn sie frei sind.
Aber theoretisch könnten neue Protonen erzeugt werden, indem viel Energie in einen Punkt gesteckt wird, der Protonen und Antiprotonen erzeugt. Dann können diese Protonen verwendet werden, um die zerfallenden Protonen zu ersetzen.
Haben Atome eine Lebensdauer?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 1v