Двойной бета-распад - особый вид бета-распада ядер, при к-ром ядро испускает
два электрона или позитрона, превращаясь в ядро-изобару с зарядом
(Z - заряд родительского ядра). В случае сохранения лептонного числа Д. б--р. сопровождается испусканием двух электронных антинейтрино или нейтрино
:
(N - количество
нейтронов, А - массовое число). Если лептонное число не сохраняется,
нейтрино может быть истинно нейтральной частицей, т. е. совпадать со своей античастицей.
Такое нейтрино называют майорановским. В этом случае возможен безнейтринный
Д. б--р.:
При этом нейтрино, испускаемое
в одном из элементарных актов одиночного -распада
поглощается во втором, напр.:
Д. б--р. возможен, когда
цепочка одиночных -распадов
запрещена или
имеет малую вероятность. Такая ситуация возникает, если промежуточное ядро
имеет слишком большую массу M или полный угловой момент I, сильно
отличающийся от моментов начального или конечного ядер. В 1-м случае при
(
- массы электрона и электронного нейтрино) переход запрещён законом сохранения
энергии. Энергетич. запрет реализуется, напр., для переходов
; велика степень запрета переходов
. К Д. б--р.
относят также процессы, связанные с процессами (1) и (2) перекрестной симметрией, напр. электронный захват с испусканием позитрона:
Д. б--р. имеет малую вероятность:
периоды полураспада ~1020-1022
лет.
Основные механизмы Д.
б--р. Двухнейтринный Д. б--р.
может рассматриваться как процесс, при к-ром два нуклона ядра одновременно претерпевают
обычный бета-распад. Возможен также однонуклонный процесс, обусловленный существованием
в ядрах небольшой примеси нуклонных изобар со спином ,
изоспином T=
и массой M=1236 МэВ (-изобара,
см. Резонансы; )в этом случае возможны процессы:
(аналогично для -распадов).
Возможен также двухнуклонный распад, обусловленный обменом между нуклонами заряженным
-мезоном. При этом
виртуальный -мезон
может претерпеть Д. б--р :
В калибровочных теориях
электрослабых взаимодействий есть иные механизмы Д. б--р. В частности, в теориях
с дважды заряженными скалярными Хиггса бозонами возможен Д. б--р. виртуальных
хиггсовских частиц. В ряде калибровочных теорий возможен также необычный механизм
безнейтринного Д. б--р :
где М°(т. н. майорон)
- безмассовая скалярная частица. Она возникает при спонтанном нарушении глобальной
калибровочной симметрии, связанной с сохранением лептонного заряда (см. Голдстоуновские
бозоны).
Рис. 1. Спектр одиночных электронов -распада в случае майорановского нейтрино , -энергия электрона, - разность масс начального и конечного ядер. Энергия приводится в системе единиц, в которой с=1.
Рис. 2. Энергетическая зависимость углового распределения электронов -распада в случае
Согласно совр. представлениям,
Д. б--р. обусловлен превращениями кварков, входящих в состав нуклонов. Напр.,
при -распадах 2d-кварка
превращаются в 2u-кварка с испусканием 2 электронов и 2 нейтрино (или
0 нейтрино). Если оба d-кварка принадлежат одному и тому же нуклону (или
-изобаре), то Д. б--р.
обусловлен однонуклонными процессами вида (5); если же они принадлежат разным
нуклонам, Д. б--р. имеет
двухнуклонный характер
(3). Пионный механизм -распада
(6) обусловлен одноврем. превращением d- и
-кварков, образующих p-мезон.
Рис. 3. Спектр одиночных электронов -распада, обусловленного правыми токами.
Рис. 4. Энергетическая зависимость углового распределения электронов -распада, обусловленного правыми токами.
Безнейтринный Д. б--р.
может дать уникальную информацию о свойствах нейтрино и слабого взаимодействия. Для того чтобы произошёл двойной безнейтринный -распад,
условия недостаточно.
Если =0, то рождающееся
в элементарном акте одиночного -распада
(3) нейтрино полностью правополяризовано и не может
поглотиться во втором акте, т. к. этот процесс обусловлен левыми токами. Если
, то поляризация
нейтрино не является полной; волновая функция нейтрино имеет примесь левополяризованного
состояния с весом
(
- энергия нейтрино). Поэтому для майорановского нейтрино при
может происходить -распад.
Этот процесс возможен и в том случае, если ,
но слабые взаимодействия содержат небольшую примесь правых токов. Чтобы определить,
каким механизмом обусловлен
-распад, необходимо изучать одноэлектронные спектры и распределение по углу
разлета электронов.
Дифференц. вероятность Д. б--р. может быть представлена в виде
где
- энергия одиночного электрона. функции
и
, характеризующие спектры одиночных электронов
и их угловые распределения, имеют разл. вид в зависимости от того, обусловлен
ли -распад ненулевой
массой майорановского нейтрино или правыми токами (рис. 1-4). В случае безнейтринного
распада с испусканием Майорова суммарная энергия двух электронов не равна энергии
перехода (рис.
5, 6).
Рис. 5. Спектр одиночных
электронов -распада
с испусканием майорона.
Рис. 6. Распределение по суммарной энергии электронов в случае -распада с испусканием Майорова.
Поиск Д. б--р. Сложность
эксперим. изучения Д. б--р. обусловлена его чрезвычайно малой вероятностью.
Косвенные эксперименты основаны на геохим. анализе древних пород, содержащих
ядра 130Te, 128Te, 82Se, к-рые при Д. б--р.
переходят в 130Xe, 128Xe и 82Kr. Данные по
отношению периодов полураспада 128Te и 130Te не исключают
возможности -распада.
Надёжное же подтверждение существования Д. б--р. может быть получено только
в прямых экспериментах, в к-рых регистрируются электроны распада. Однако они
пока позволили установить лишь верх. границу вероятности
-распадов ряда ядер. Для переходов
, и
получены ограничения: ,
5*1021 и 2,1*1021 лет.
Рис. 7. Спектр одиночных
электронов -распада.
E. X. Ахмедов
Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.
Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").
Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.
Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.
Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.