Hvorfor kan beta -partikel ikke eksistere inde i kernen?

Beta -partikler er elektroner eller positroner , som er grundlæggende forskellige fra nukleoner (protoner og neutroner), der udgør kernen. Her er grunden til, at de ikke kan eksistere inde i kernen:

* Grundlæggende karakter: Protoner og neutroner består af kvarker, som er grundlæggende partikler. Elektroner og positroner er også grundlæggende partikler, men de er leptoner , ikke kvarker.

* Energiniveau: Elektroner i atomer optager specifikke energiniveauer kaldet orbitaler. Disse orbitaler er langt fra kernen. Kernen har sit eget sæt energiniveauer for protoner og neutroner. Der er ingen energiniveau for elektroner inden for kernen.

* kvantemekanik: Pauli -eksklusionsprincippet siger, at ingen to identiske fermioner (som elektroner) kan besætte den samme kvantetilstand samtidig. Kernen har allerede protoner og neutroner, der besætter specifikke kvantetilstande. Tilføjelse af et elektron ville krænke dette princip.

* Elektromagnetisk frastødning: Elektroner er negativt ladet, og protoner er positivt ladet. Hvis en elektron var inde i kernen, ville det opleve stærke frastødende kræfter fra protonerne.

Beta -forfald kan dog forekomme i kernen. I denne proces kan en neutron henfalde ind i en proton, en elektron (beta minus forfald) og en antineutrino. Elektronet skubbes derefter ud af kernen som en beta -partikel. Dette er en transformationsproces, ikke eksistensen af ​​et elektron i kernen.

Sammendrag: Mens beta -partikler ikke findes i kernen, kan de udsendes under nukleare forfaldsprocesser. Deres grundlæggende karakter, energiniveauer og interaktioner med nukleoner forhindrer dem i at eksisterende stabilt inden for kernen.