概述
一個粒子自動消失而轉化成兩個或兩個以上其他種粒子的過程。衰變是由場之間的相互作用所引起的,通過這些相互作用,粒子之間可以相互轉化。同一種粒子可以通過幾種不同的相互作用而衰變,而且即使是通過同一種相互作用衰變最後轉化成的粒子也可以不同,粒子衰變時,按其轉化成的粒子類型的不同而稱其具有不同的衰變方式。各衰變方式按引起該種衰變的相互作用是強相互作用、電磁相互作用或弱相互作用而分為強衰變、電磁衰變或弱衰變。![弱衰變-內部結構模型圖](/img/a/e4f/nBnauM3X2EDO1cDO5QDO5AjM0MTM2MDO0YTMxADMwAzMxAzL0gzL0UzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
現已發現的300多種基本粒子中只有 11種是可能不會衰變的。在粒子物理學中把凡是不具有強衰變方式的粒子稱為穩定粒子,而把有強衰變方式的粒子稱為不穩定粒子,即共振態。現已發現的穩定粒子有54種。
在衰變中占主要比率的一種或幾種衰變方式稱為主要衰變方式。一般說來,不穩定粒子的主要衰變方式是強衰變方式。
類型
衰變有3種:α衰變 、 β衰變和γ輻射。
α衰變
![原子核-內部結構模型圖](/img/b/a95/nBnauM3X2EzM5UTNyQTO1QTM0MTM2MDO0YTMxADMwAzMxAzL0kzL0UzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
一個α粒子與一個氦原子核相同,兩者質量數和核電荷數相同。α衰變從本質上說,是量子力學隧道效應的一個過程。與β衰變不同,它由強相互作用支配。
衰變產生的α粒子的動能通常為5MeV左右,速度是30,000km/s,光速的十分之一。因為它質量相對較大,帶兩個單位的正電荷,速度相對較慢(針對其他衰變粒子),所以它們容易與其他原子相互作用而失去能量。因此,它們可以被一層幾厘米厚的空氣幾乎完全吸收。
β衰變
![量子力學角度的β衰變](/img/b/6de/n5GcuM3X2MTNxETO1UDO2ETN0MTM2IzM3YTOzMTNwAzMxAzL1gzL4IzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
![β+ 衰變和β- 衰變-內部結構模型圖](/img/4/803/nBnauM3XwEjM1AzMyEDM4ADN0MTM2MDO0YTMxADMwAzMxAzLxAzL2czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
β- 衰變中,弱相互作用把一個中子轉變成一個質子,一個電子和一個反電子中微子。其實質是一個下夸克通過釋放一個W- 玻色子轉變成一個上夸克。W- 玻色子隨後衰變成一個電子和一個反電子中微子。
β+ 衰變中,一個質子吸收能量轉變成一個中子,一個正電子和一個電子中微子。其實質是一個上夸克通過釋放一個W+ 玻色子轉變成一個下夸克。W+ 玻色子隨後衰變成一個正電子和一個電子中微子。
與β- 衰變不同,β+ 衰變不能單獨發生,因為它必須吸收能量。在所有β+ 衰變能夠發生的情況下,通常還伴隨有電子捕獲反應。
![β衰變-內部結構模型表](/img/a/7f6/nBnauM3X0YzNzITN0kzN5kzM5MTM2MDO0YTMxADMwAzMxAzL5czL0UzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
強子(夸克)與輕子的大統一:
一.v中微子與u上夸克互為轉換,e-電子與d下夸克互為轉換。
v-反中微子與u-反上夸克互為轉換,e+正電子與d-反下夸克互為轉換。
e-電子(上表1號)加v-反微中子(上表2號),合成W-弱玻色子-易衰變逃逸
《W-弱玻色子-衰變逃逸,即中子衰變質子;W-弱玻色子-疊加壓回,即質子衰變中子》
(見上表n中子第一族1號及2號夸克)
γ輻射
γ射線通常伴隨其他形式的輻射產生,例如α射線,β射線。當一個原子核發生α衰變或者β衰變時,生成的新原子核有時會處於激發態,這時,新原子核會向低能級發生躍遷,同時釋放γ粒子。這就是γ輻射。
![γ射線(γ光子)-內部結構模型圖](/img/d/63d/nBnauM3XxgTM1czN5YjN4AjM0MTM2MDO0YTMxADMwAzMxAzL2YzLwQzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
γ射線,x- 射線,可見光和紫外線,都是不同形式的電磁輻射。唯一的區別是光的頻率,也就是光子的能量。γ光子的能量最高。