Ich habe gelesen, dass freie Neutronen mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von etwa 15 Minuten in ein Proton, ein Elektron und ein Neutrino zerfallen. Gibt es einen physikalischen Unterschied zwischen einem Neutron, das 14 Minuten existiert, und einem, das nur eine Minute existiert? Löst ein zufälliges äußeres Ereignis den Zerfall aus oder fällt etwas im Innern des Neutrons langsam auseinander?
Neutron zerfällt in ein Proton, ein Elektron und ein Elektron - Antineutrino . Nicht nur die elektrische Ladung, sondern auch die (elektronische) Leptonenzahl muss erhalten bleiben (ich bin mir bei dieser Aussage nicht ganz sicher). Kurz gesagt: Sie beginnen und müssen mit 1 Materieteilchen enden (Antimaterie zählt als -1).
Zwischenzeit Halbwertszeit. Mehr auf Wikipedia .
Physikalisch gibt es keinen Unterschied zwischen einem 14 Minuten alten Neutron und einem frischen Neutron. Beide werden irgendwann verfallen. Wenn Sie ein Neutron 14 Minuten lang beobachten und dann mit der Beobachtung eines anderen beginnen würden, würde das ältere höchstwahrscheinlich zuerst zerfallen. Würde man nach 14 Minuten zwei Neutronen beobachten, würden beide mit gleicher Wahrscheinlichkeit zerfallen. Wieso den? Denn Neutronen sind nicht zu unterscheiden. Sie können nicht sagen, was älter ist. Grundsätzlich werden Neutronen mit der Zeit nicht älter. Auch der Zerfall ist rein zufällig und hängt nicht von der Vergangenheit des Neutrons ab.
Das Gegenteil gilt für den Menschen. Natürlich wird ein 80-jähriger Mensch mit viel größerer Wahrscheinlichkeit zuerst sterben als ein Kind. Aber was kann man über zwei Menschen sagen, wenn man nichts über sie wüsste?
Es gibt keinen Auslöser für den Verfall. Intern noch extern. Aber es gibt natürlich auch physikalische Gründe für den Verfall. Eine davon ist, dass Neutronen etwas schwerer als Protonen sind und daher in einen niedrigeren Energiezustand zerfallen ( ). Warum sind Neutronen schwerer, ich weiß es nicht. Aber auch dafür gibt es Gründe. Und das liegt nicht daran und Quarks haben unterschiedliche Gewichte. Die Masse von Quarks ist nur ein kleiner Teil der Neutronen- und Protonenmasse
Die quantenmechanische Beschreibung des Prozesses gibt Ihnen Wahrscheinlichkeiten für alle möglichen Ereignisse und die 15 Minuten sind zufällig die mittlere Lebensdauer für diesen Prozess. Es ist zufällig und Sie haben für nichts eine Garantie, außer dass das Durchschnittsergebnis gegen die Wahrscheinlichkeitsverteilung konvergiert, wenn Sie viele Neutronen zerfallen lassen. Es ist „nicht nötig, über etwas, das intern passiert, auf andere Weise zu sprechen“, um bei den zwei unterschiedlichen Möglichkeiten von 14 und 15 Minuten zu landen. Und es gibt keinen wirklichen Unterschied zwischen dem Neutron, das nach 14 Minuten zerfällt, und dem Neutron, das nach 15 Minuten zerfällt, abgesehen davon, dass letzteres 1 Minute später zerfällt.
Ich glaube, Sie missverstehen, was mit einer Halbwertszeit gemeint ist. Wenn Sie anfangen, die Quantenmechanik zu beschreiben (und Kernzerfall ist ein grundlegend quantenmechanisches Ereignis), müssen Sie Statistiken einbeziehen. Eine Halbwertszeit ist die Zeitspanne, in der im Durchschnitt die Hälfte einer großen Anzahl identischer Exemplare zerfallen ist. Wenn jemand sagt, dass die Halbwertszeit eines Neutrons 10,4 Minuten beträgt, bedeutet dies, dass bei einem gegebenen zufälligen Neutron, wenn Sie 10,4 Minuten warten, eine Wahrscheinlichkeit von 50 % besteht, dass das Neutron während dieser Zeit zerfallen ist.
Es besteht die Möglichkeit, dass ein eine Minute altes Neutron im Beta-Zerfall zerfällt. Die Wahrscheinlichkeit ist sehr gering, aber es kann vor dem 14 Minuten alten Neutron zerfallen. Ich denke, das beantwortet die Frage, ob das Neutron eine Vergangenheit hat, bevor es zerfällt, und die Antwort ist nein. Es ist wie ein Photon, das von der Beobachtung des Ereignisses abhängig ist.
QMechaniker
Emilio Pisanty