Ar branduolinio skilimo greitis priklauso nuo temperatūros?

1913 m. Pierre'as Curie ir M. Kamerlinghas Onnes'as išmatavo radžio skilimo greitį kambario temperatūroje ir atvėsus skystame vandenilyje. Jų išvada buvo tokia, kad skilimo greitis visiškai nepriklauso nuo temperatūros. Nuo tada daugybė tyrimų parodė, kad alfa ir beta skilimui įtakos neturi išorinės sąlygos, tokios kaip temperatūra, oro slėgis ar aplinkinė medžiaga. Priešingai, elektronų gaudymo metu vykstantys skilimai yra jautrūs aplinkai, todėl buvo priskirti kitai kategorijai.

Tačiau per pastaruosius kelerius metus daug naujų rezultatų grasino apversti šį vaizdą. Įvairios grupės parodė, kad alfa, beta ir elektronų gaudymo skilimo greitis priklauso nuo temperatūros ir nuo to, ar jie dedami į izoliacinę ar laidžią medžiagą. Tai įdomu, nes tai padidina radioaktyviųjų atliekų apdorojimo galimybę. Tačiau tai taip pat kelia problemų dalelių fizikams, kurių visame standartiniame modelyje daroma prielaida, kad skilimo greičio negali paveikti išoriniai veiksniai.

Nenormalūs rezultatai glumina. Viena grupė nustatė, kad alfa skleidėjo polonis-210, įdėtas į varinį indą 12 laipsnių Kelvino temperatūroje, pusinės eliminacijos laikas buvo šešiais procentais trumpesnis nei kambario temperatūroje. Kitoje ataskaitoje teigiama, kad beta (-) spinduliuotės, aukso -198, pusinės eliminacijos laikas 12 Kelvino laipsnių temperatūroje buvo 3,6 procento ilgesnis nei kambario temperatūroje. Ir dar kita grupė parodė, kad berilio-7, kuris skyla gaudant elektronus, pusinės eliminacijos laikas priklauso nuo medžiagos, į kurią jis patalpinamas, paladyje 12 laipsnių Kelvino temperatūroje padidėja 0,9 proc., o indyje 12 laipsnių temperatūroje – 0,7 proc. Kelvinas. Yra net teorija, paaiškinanti, kas vyksta: kad nuo temperatūros priklausomas ekranavimo efektas metalinių talpyklų viduje daro įtaką elektronų gaudymui. Tai, žinoma, turėtų paveikti visus tokiu būdu suyrančius branduolius.

Ir jei šie painūs teiginiai nėra pakankamai sunkūs, tai tvirtina kita grupė skilimo greitį įtakoja Žemės atstumas nuo Saulės .

Kas žemėje vyksta?

Šiandien normalus aptarnavimas grįžta su ataskaita apie skilimo greitį metaliniame rutenio-97 viduje, gaudant elektronus, ir rutenio-103 bei rodžio-105, abu pagal beta(-) emisiją. Johnas Hardy ir draugai iš Teksaso A&M universiteto Cyclotron instituto išmatavo šių medžiagų skilimo greitį kambario temperatūroje ir 19 Kelvino laipsnių tikslumu, kuris daugeliu atvejų buvo daug didesnis nei bet kokių ankstesnių eksperimentų.

Jų rezultatai? Zip, zilch, nulis. Jokiuose savo duomenyse jie nerado priklausomybės nuo temperatūros.

Išvados, kurias galima padaryti iš šio rezultato, suteikia įdomią įžvalgą apie mokslinio proceso pobūdį, kai pernelyg lengva atmesti nulinius rezultatus.

Nors Hardy ir jo grupė pabrėžia, kad jie negali komentuoti kitų grupių rezultatų pagrįstumo, jų nulinis rezultatas turi didelę įtaką atrankos efekto būsenai. Jų eksperimentas rodo, kad atrankos efektas netaikomas ruteniui-97, todėl negali būti bendras reiškinys. Tai reikšmingas atradimas, dėl kurio teoretikai vėl bėgs prie savo lentų.

Galbūt svarbesnis yra šio rezultato poveikis dalelių fizikams, kurie galando pieštukus ruošdamiesi perrašyti savo vadovėlius, jei kiltų galvos priklausomybės nuo temperatūros ar bet kokios kitos priklausomybės tikimybė.

Šiandien atrodo, kad jie gali būti ramūs. Bent jau iki kito šios diskusijos rezultato.

Nuoroda: arxiv.org/abs/0910.4338 : Ru-97 elektronų pagavimo skilimo pusinės eliminacijos laikas: tikslumas matavimas nerodo temperatūros priklausomybės

paslėpti