Wohin richtet sich die Emission eines radioaktiven Stoffes?
Meine Intuition und mein Hintergrundwissen würden definitiv sagen, dass es in alle Richtungen außerhalb des Atomkerns zeigt. Aber nehmen wir an, wir haben einen Atomkern, der am Ursprung einem Alpha-Zerfall unterliegt In einer imaginären kartesischen Ebene, was wäre der Winkel eines bestimmten Heliumatoms zu einem bestimmten Zeitpunkt ? Gibt es irgendwelche experimentellen Verfahren oder Berechnungen, die dieses Problem lösen könnten?
Ich denke, das Einschließen des radioaktiven Materials in eine Kugel, die Emissionen erkennen kann, würde ausreichen, aber gibt es Hypothesen oder Hintergrundinformationen zu möglichen Beziehungen, so dass es eine Richtung in eine andere "begünstigen" würde?
Ist es außerdem möglich, die Emission in einer bestimmten Richtung zu "stoppen"? Das Material wird nicht unbedingt so blockiert, dass die Emissionen in dieser Ebene absorbiert werden, sondern der Kern wird angewiesen, in eine bestimmte Richtung zu emittieren.
Ohne einen externen Ausrichtungsmechanismus, wie z. B. ein starkes Magnetfeld, gibt es kein definiertes Laborkoordinatensystem, zu dem Kerne (oder Atome) passen. Das bedeutet, dass wir das Koordinatensystem des Atoms/Kerns nicht kennen (der Einfachheit halber verwende ich nur das Wort Kern , aber es könnte sich auf ein komplexeres System beziehen) und folglich die Emissionsrichtung eines einzelnen Teilchens (massiv oder photonisch) nicht ) ist für das Labor bedeutungslos und würde völlig zufällig aussehen.
Um dies zu überwinden, müssen wir die relative Richtung einer Emission messen, die mit einer anderen aus demselben Kern zusammenfällt . Mit anderen Worten, ein Partikel gefolgt von a , oder zwei Strahlen von einem Kern. In diesem Fall verwenden wir die Richtung eines der Teilchen, um das Koordinatensystem des Kerns relativ zum Labor festzulegen (normalerweise als z-Achse bezeichnet ), dann kennen wir die Richtung des anderen Teilchens relativ zu den Koordinaten des Kerns.
Wenn wir dies oft genug mit ausreichender Präzision tun, erhalten wir eine deutliche Winkelverteilung (nicht zufällig) des zweiten Teilchens. Theoretisch bezieht sich dies auf den Quantendrehimpuls des zweiten Teilchens, der mit mehreren verschiedenen Kernmodellparametern in Beziehung gesetzt werden kann, wie z. B. Änderung des Drehimpulses, Form des Kerns und Wechselwirkungen zwischen Kernteilchen.
Wenn wir die Kerne auf sehr niedrige Temperaturen (Millikelvin) abkühlen, hat der interessierende Kern ein magnetisches Moment ungleich Null, und wir legen ein großes (> 1 Tesla) Magnetfeld an, wir können eine ausreichend große Population von Kernen erhalten, die sich ausrichten mit Feld. Auf diese Weise können wir etwas über die Primärteilchenrichtung lernen und brauchen die Koinzidenzmethode nicht.
Die Frage ist kein Duplikat, aber diese Beschreibung eines unterschätzten klassischen Papiers ist ziemlich relevant.
In diesem Artikel und Ihrer Frage werden "S-Wellen" -Zerfälle mit sphärischer Symmetrie behandelt. Zerfälle, die einen Drehimpuls ungleich Null tragen, können nichttriviale Winkelverteilungen von der "p-Welle" und höheren sphärischen Harmonischen aufweisen. Die sphärische Symmetrie wird jedoch wiederhergestellt, wenn das Ensemble der zerfallenden Kerne unpolarisiert ist. Sie haben derzeit eine andere Antwort, die die Koinzidenzerkennung als Werkzeug zur Identifizierung von Winkelkorrelationen in Zerfallskaskaden eines einzelnen Kerns beschreibt, dessen anfängliche Polarisation unbekannt ist.
Die schwache Wechselwirkung kann auch paritätsverletzende Winkelverteilungen in Zerfällen von polarisierten Proben erzeugen. Verteilungen, die die Parität verletzen, sind typischerweise eine kleine Korrektur einer meist kugelförmigen Zerfallsverteilung, weil die schwache Wechselwirkung ... schwach ist.
Schmied37
Jon Kuster