Portál:Fyzika/Odporúčaný článok/29

β rozpad alebo beta rozpad je jadrová reakcia. Poznáme dva druhy beta rozpadu. Pri beta mínus rozpade sa neutrón premieňa na protón pričom je emitovaný elektrón a elektrónové antineutríno. Pri beta plus rozpade sa protón premieňa na neutrón pričom emituje pozitrón a elektrónové neutríno. Za beta rozpad je zodpovedná slabá interakcia.

Ernest Rutherford a Frederick Soddy v roku 1903 vyslovili hypotézu, v ktorej Becquerelom objavenú prirodzenú rádioaktivitu (1896) vysvetľujú pomocou premeny prvkov. Vychádzajúc z tejto hypotézy v roku 1913 formulovali Kasimir Fajan a Soddy pravidlá rádioaktívnych prechodov, v ktorých vysvetlili pozorované prirodzené rozpadové rady pomocou alfa a beta rozpadov. V roku 1911 Lisa Meitner and Otto Hahn experimentálne poukázali na to, že energetické spektrum elektrónov emitovaných pri beta rozpade je kontinuálne a nie diskrétne. V tomto expeimente neboli detekované neutrína, ktoré dovtedy neboli ani objavené ani teoreticky predpovedané. Kontinuálne spektrum beta rozpadu tak bolo v rozpore so zákonom zachovania energie. Druhý problém spočíval v tom, že atóm N-14 mal spin 1, čo bolo v rozpore s predpoveďou spinu ½ pochádzajúcou od Ernesta Rutherforda. výsledky tohto experimentu boli definitívne potvrdené v nasledujúcom období rokov 1920-1927, Charlesom Drummondom Ellisom (spoločne s Jamesom Chadwickom a kolegami). Riešenie oboch problémov navrhol v roku 1930 Wolfgang Pauli, ktorý predpovedal existenciu ľahkej neutrálnej častice, ktorú nazval "neutrón". V roku 1931 Enrico Fermi premenoval Pauliho neutrón na neutríno a v roku 1934 publikoval teoretický model beta rozpadu, ktorý úspešne vysvetlil pozorované javy (v súčasnosti je tento model už prekonaný). β⁺-rozpad pozorovali v roku 1934 Irène a Frédéric Joliot-Curie. V roku 1956 Wu Ťien-siung experimentálne preukázala naručenie parity v beta rozpade. Tento efekt teoreticky predpovedali Tsung-Dao Lee a Chen Ning Yang.

Teoretický opis beta rozpadu

Zjednotená teória elektroslabej interakcie vysvetľuje beta mínus rozpad neutrónu nasledujúco. Jeden z down kvarkov neutrónu sa premieňa na up kvark, čím dôjde k premene neutrónu na protón. Pri tom je emitovaný W^- bozón, ktorý sa následne rozpadá na pár elektrón a elektrónové antineutríno. Tento proces býva obvykle v časticovej fyzike znázorňovaný pomocou Feynmanovho diagramu.