Очерк истории вещества

История вещества — не то же самое, что его возникновение. Это история о том, как из простейших кирпичей — протонов и электронов — были построены более сложные атомы. Атомы состоят из ядер, окруженных электронами, а ядра состоят из смеси протонов и нейтронов. Поэтому, если мы хотим понять, как образуются ядра, нужно, чтобы часть первоначальных протонов превратилась в нейтроны, что может произойти при р-процессе:

Здесь р обозначает протон, е~ — обычный отрицательно заряженный электрон, п — нейтрон и v — нейтрино. Для того чтобы эта реакция пошла, необходима энергия, ибо масса нейтрона больше суммы масс протона и электрона, грубо говоря, на 3/4 миллиона эв. Необходимая энергия поступает, как мы увидим, из звездных недр.

Image 

На рис. 20 приведено несколько примеров того, как из нейтронов и протонов построены ядра хорошо знакомых атомов. Известно свыше 1400 различных ядер, 280 из них стабильны. Большинство нестабильных ядер, примерно 1100, известно только в лаборатории, ибо они быстро распадаются либо путем р-процесса, либо выбрасывая ядро гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов, р-процесс может принимать и другие формы, кроме приведенной выше, например где е+ — это электрон с положительным зарядом, античастица для е, a v — античастица для нейтрино v. Небольшая часть нестабильных ядер распадается очень медленно — за время порядка возраста солнечной системы. Таковы, например, найденные на Земле изотопы уран-235 и уран-238, первый с 92 протонами и 143 нейтронами, а второй с 92 протонами и 146 нейтронами. Проблема, с которой мы сталкиваемся, пытаясь понять историю вещества, состоит в том, чтобы объяснить, каким образом все обнаруженные в природе ядра, числом более 300, образовались из протонов и электронов.

Следует заметить, что выражение «обнаруженные в природе» означает (за единственным исключением) «обнаруженные на Земле». Исключение составляет элемент технеций, который на Земле не найден, если не считать, конечно, тех случаев, когда он изготовляется искусственно в лаборатории. Зато технеций наблюдается в звездах, относящихся к особому спектральному классу S. Линии технеция видны в спектре (е), в третьей паре звезд к возрождению гипотезы Праута. Было показано, что те элементы, атомные веса которых не были приблизительно равны целому кратному атомного веса водорода, например элемент хлор, состоят из смеси изотопов, обладающих этим свойством. Эти два открытия оказались решающими.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: