物理学中最让人困惑的问题 当介子变成中子需要借助什么外力才行
今天我们来聊一个非常有使用价值的问题,当质量达到1.44倍,太阳质量的时候,电子间的简并压力,无法抗衡引力而被挤进原子核和质子结合形成中子。
同为电子俘获,他说现在问题来了。在恒星内部,质子反应中,两个质子形成一个氘核释放出一个正电子,那么他想问质子形成中子,所需的电子版是哪里来的,还是产生的一对正电子,负电子,质子结合形成中子,然后这个正电子又被释放出去,还有就是质子变成中子所需要的条件,到底是怎么样的?这个有点像绕口令,我想他说的这个问题,可能是两个方面。
一方面就是质子,质子反应,它这个当中会有这个正电子产生,另外一个就是考虑到我们讲过中子星的形成,是送到大的引力的坍塌,然后就是的电子和质子结合,我们当时节目里面是这么说,这个可以来跟大家稍微展开一下,其实也是为了跟大家区分一下,这两个不同的概念。就是就是完全不同的两个过程,因为质子,质子反应了,他是算作一个核聚变的一个过程,所以它会产生正电子,但是大家想这个正电子出来之后,它会遇到自由飞行的电子,那么就会发生什么页面对这个应该讲是比较。
这也是一种恒星内部能量释放的一个过程,非常重要的一个环节,那么另外一方面,这就比较有意思的,就是说这个为什么对于等离子体态的恒星,我们讲质子和电子,实际上是分离开的,就是又能够存在着氢原子和氢原子核,就是质子,然后还有一个是自由飞行的这个电子,那么为什么电子,质子是不会碰在一起呢?
但是中子星的形成过程中,却又是电子压到质子,这个合并,我觉得他和新的应用,好像他问的就是电子是哪里来的?那么其实我们如果知道等离子态这个概念之后,就知道了,这个电子就是存在这里边的,是自由的移动并不是说是被某个质子或者是某个原子核束缚着的。这个里面实际上涉及到还蛮高深的一个问题,这个我也不确定,这里面,我们讲电子,它是带负电质子,是带正电子?但这并不意味着正负相吸,他们俩就一定能够碰到一起去,这是一个很关键的,大家需要把它搞明白的一个环节。
他们会得到一定的相互吸引,但是他们会遇到一个巨大的利益,这个例子就是当这个距离。非常非常近的时候大概是2乘以10的-15次方米,也就是说是在一个原子核,这样的一个范围,这样一个尺度当中,他们会遇到一个非常巨大的这种势力,是什么?我们可以用合力,也就是原子核的合力来进行解释的,这种力量实际上是强相互作用力的一种,它的会产生一种是以来阻止电子和质子的进一步的靠近,也就是说,即便在等离子体态,大家都是自由飞行,尤其是这个电子,不绕着原子核飞行的,这样的一种状态下,他们俩也不会轻易的碰到一起去,就是其实在一个非常非常小的尺度内,他们彼此之间还是有这个很大的空间,而且有一股强大的力阻止他们真正地靠在一块儿,但是如果能量足够大或者引力足够大,使得我们这种视力没办法来对抗引力的时候,那么就会进一步地接近,这个时候,就会突破这样一个临界值,达到比如说0.8乘10的-15次方米的时候,他会突然来一个逆转,牢牢地束缚着一起,不再容易分开了,这就是我们讲,为什么说可以把电子压到原子核当中,这就是很极端的。
这种情况就是形成中子星的时候,引力是有这样一种能力的关键,是需要有那种极端变态的苛刻的盈利条件才行。不仅如此,这个时候因为他们在非常小并且会以非常高的速度碰撞到一起去,所以说这个时候能量非常非常大,会把两个粒子撞碎,他们会撞出一些更小的粒子出来了,这个时候的情况,就会非常复杂的。虽说在这里就不一定能够讲得明白了,这个里面具体的过程,就还有很多的,就是我们不是特别熟悉的例子,也会在这个过程当中被撞出来,但是它们的寿命可能比较短。
他们会衰变,或者说转化,其他的这个例子这里面,他还提到了比较有意思的是,深沉正电子,或者正电子,负电子,这个是什么一个情况呢?实际上也存在着一种,我们讲叫贝塔衰变,就是我们把电子撞到原子核,与质子结合的这个过程,我们也叫做电子孵化。他其实也是北塔衰病的一种,因为我不知道别的例子,本身就是电子,所以说还存在一种什么的校正,被他刷遍,就是复仇片子,就是我们所说的质子,它可以转变成中子,同时是放出一个正电子和一个中微子,但是这个过程,它是需要吸收能量的,要有能量的介入了。那么还有一种就是要做,也就是放出负电子,就是正常电子的这个他是和那的一个中子转变成为质子,释放出一个电子和一个反中微子,你是这样的一种情况,不管是中微子还是反中微子,她其实的都是以一种能量的形式,或者说是由中微子和反中微子把这一部分的能量给带走。大致来讲,是这样子一种情况,非常的复杂。
质子变成中子是是挺困难的,必须要借助外面强加于他的能量,否则的话,他的这个稳定性很强,半衰期可能是达到十的30次方年,但她在那边不会有变化的。顺便说一句,我也听到过其他的一些听众,有一些问题,说什么就是当恒星它演化到五后,我们不是说可能会产生碳,碳和氧放在一块,它们会不会反应生成什么一氧化碳,二氧化碳?这是一个很有意思的一个话题,这实际上都知道这个恒星的内部,它是原子核,大家记住一定是原子和他没有这个原子和分子的这种概念,也就是说,我们通常所说的一氧化碳,二氧化碳,它是分子它必须是通过共用电子,还是只有电子在那参与,电子都是到处乱动的,他根本就抓不住。所以就根本就不存在分子和原子的这个概念,所以就不会有这些。我们常见的这种化学反应,这是不会发生在恒星内部。今天的文章就到这里了,我们下期再见,拜拜!