Wikipedia sagt, dass alle Materie in Eisen-56 zerfallen sollte. Aber es sagt auch, dass Nickel-62 der stabilste Kern ist.
Könnte dies also bedeuten, dass in ferner Zukunft alles (durch Quantentunneln) fusionieren und/oder zu Nickel-62 statt zu Eisen-56 zerfallen könnte?
Frage inspiriert von einem interessanten Kommentar zu einem Beitrag hier: http://www.quora.com/Do-atoms-ever-deteriorate-over-time/answer/Alex-K-Chen/comment/574730
Die Bindungsenergiekurve, wieder in Wikipedia, zeigt Eisen als dasjenige mit der kleinsten Bindungsenergie pro Nukleon. Obwohl in der Tabelle Folgendes angegeben ist:
56Fe hat die niedrigste Nukleonen-spezifische Masse der vier in dieser Tabelle aufgeführten Nuklide, aber dies bedeutet nicht, dass es das am stärksten gebundene Atom pro Hadron ist, es sei denn, die Wahl der Anfangs-Hadronen ist völlig frei. Eisen setzt die größte Energie frei, wenn man 56 Nukleonen erlaubt, ein Nuklid zu bilden – bei Bedarf durch Wechseln , ist 62Ni. Der wahre Absolutwert der gesamten Bindungsenergie eines Kerns hängt also davon ab, woraus wir den Kern konstruieren dürfen. Wenn alle Kerne der Massenzahl A aus A-Neutronen aufgebaut sein dürften, würde Fe-56 die meiste Energie pro Nukleon freisetzen, da es einen größeren Anteil an Protonen als Ni-62 hat. Jedoch,
Man sieht, dass es einen Spielraum gibt, Modelle in End-of-the-Universum-Szenarien zu konstruieren. Es gibt so viele Spekulationen in den Zeitlinien. Beobachtungen sagen uns, dass Ni-62 nicht reichlich vorhanden ist, Fe hingegen schon. Es scheint, dass in der Folge von Supernova-Explosionen Eisen gewinnt; nach obigem Zitat würde dies bedeuten, dass es auf die Zahl der Nukleonen ankommt und sich die Ladungen statistisch ordnen.
Wie auch immer, in einem kontinuierlich expandierenden Universum mit einem stabilen Proton ist es schwer vorstellbar, wie die expandierenden Gase von Helium und Wasserstoff bei ihrer Expansion in irgendetwas tunneln können, so dass "alle Materie" als Fe- oder Ni-Atome enden würde.
Keine Sorge, das Proton wird nach den meisten aktuellen Modellen der Teilchenphysik ohnehin zerfallen.
Um Ni62 zu erhalten, müssen Kerne produziert werden, die schwerer als Fe56 sind. Das Problem ist, dass diese Eisenpeak-Elemente hauptsächlich in schnellen Nukleosynthesereaktionen in den Zentren von Sternen (entweder in massereichen Sternen oder in Typ-Ia-Supernovae) produziert werden. Die Eisen-Peak-Elemente werden in einem nuklearen statistischen Gleichgewicht durch Verbrennen von Silizium erzeugt. Schnelle Alpha-Einfangreaktionen konkurrieren mit der Photozersetzung und können erfolgreich Keime bis einschließlich Ni56 erzeugen. Um stabilere Isotope mit herzustellen erfordert dann schwache Geschmacksänderungen, um Protonen in Neutronen umzuwandeln.
Jenseits von Ni56 gibt es eine Blockade für die weitere Alpha-Erfassung. Zn60 und Ge64 haben eine niedrigere Bindungsenergie und außerdem ist die Coulomb-Barriere für den Alpha-Einfang höher. Bei den höheren Temperaturen, die erforderlich sind, um diese Fusionsreaktionen anzutreiben, ist die Photozersetzung in der Lage, die Kerne schneller aufzubrechen, als sie sich bilden können.
Obwohl es also (geringfügig) mehr Bindungsenergie pro Nukleon hat, ist der Weg zur Bildung von Ni62 im Universum nicht günstig. Stattdessen erhalten wir viel Fe56, das durch zwei Elektroneneinfänge auf Ni56 in Regionen mit hoher Dichte oder durch Positronenzerfall über Co56 (zum Beispiel in den ausgestoßenen Hüllen von Supernovae) entsteht.
Benutzer4552