Desintegración beta
Cuando esta relación es inestable, algunos neutrones se convierten en protones, o viceversa.
La diferencia fundamental entre los electrones (e–) o los positrones (e+) corrientes y sus correspondientes partículas beta (β– o β+) es el origen nuclear de estas últimas: una partícula beta no es un electrón ordinario desacoplado de un orbital atómico.
La energía total del proceso de desintegración se divide entre el electrón, el antineutrino y el nucleido en retroceso.
En 1899, Ernest Rutherford separó las emisiones radiactivas en dos tipos: alfa y beta (ahora beta menos), basándose en la penetración de los objetos y la capacidad de causar ionización.
Alfa, beta y gamma son las tres primeras letras del alfabeto griego.
Thomson utilizado para estudiar los rayos catódicos e identificar el electrón.
Tanto en la desintegración alfa como en la gamma, la partícula alfa o gamma resultante tiene una distribución energética estrecha, ya que la partícula transporta la energía procedente de la diferencia entre los estados nucleares inicial y final.
Sin embargo, la distribución de energía cinética, o espectro, de las partículas beta medida por Lise Meitner y Otto Hahn en 1911 y por Jean Danysz en 1913 mostraba múltiples líneas sobre un fondo difuso.
Estas mediciones ofrecieron el primer indicio de que las partículas beta tienen un espectro continuo.
En 1933, Ellis y Nevill Mott obtuvieron pruebas sólidas de que el espectro beta tiene un límite superior efectivo en energía.
Niels Bohr había sugerido que el espectro beta podría explicarse si la conservación de la energía fuera cierta sólo en un sentido estadístico, por lo que este principio podría violarse en cualquier desintegración dada.
[10]: 27 Sin embargo, el límite superior en las energías beta determinado por Ellis y Mott descartó esa noción.
La interacción de los neutrinos con la materia era tan débil que su detección resultó ser un grave desafío experimental.
[11] Las propiedades de los neutrinos eran (con algunas modificaciones menores) las predichas por Pauli y Fermi.
El electrón emitido, denominado electrón beta (e-), lleva una carga negativa y se produce debido a la conversión de un quark del neutrón en un quark del protón, liberando así una partícula cargada.
Sin embargo, en protones ligados (integrantes de núcleos) puede ocurrir que la diferencia de energías entre el núcleo final y el inicial sea suficiente para crear las partículas resultantes, en cuyo caso la reacción es válida.
Para aportar una explicación a esta incongruencia, Pauli propuso la existencia de una partícula sin carga eléctrica hasta entonces no detectada, el neutrino.
La primera explicación de la desintegración beta se debe a Enrico Fermi, expuesta en su Tentativo di una teoria dei raggi beta (1933), que se popularizó en el congreso de Solvay.
Esta teoría trata de manera bastante completa los aspectos formales del proceso.
En la teoría modernamente aceptada, los nucleones interactúan mediante la fuerza nuclear fuerte residual: eso implica que en un núcleo atómico normal los protones están transmutando continuamente en neutrones y viceversa mediante reacciones del tipo: En la primera reacción anterior un protón emite inicialmente un pión positivo convirtiéndose en un neutrón, el pión positivo es reabsorbido por un neutrón convirtiéndose en un protón, el efecto neto de ese intercambio es una fuerza atractiva.
Cuando las partículas beta se desintegran, liberan 54 curies de radiación electromagnetizada.
