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放射性定年法:測(cè)定年代的神奇技術(shù),不穩(wěn)定原子核

更新時(shí)間:2024-04-15 文章作者:佚名 信息來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)整理 閱讀次數(shù):

本文不是科普,而是物理理論的探索,所以基本概念就不解釋了。 相信大家對(duì)此都有了深刻的認(rèn)識(shí)。GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

諾貝爾獎(jiǎng)得主Frank (麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授,量子色動(dòng)力學(xué)創(chuàng)始人之一。他因發(fā)現(xiàn)量子色動(dòng)力學(xué)漸近自由現(xiàn)象而獲得2004年諾貝爾獎(jiǎng)。貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。)提出了這么好的問題原子核衰變,但是目前還沒有人或文章回答這一現(xiàn)象背后的物理本質(zhì)。GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

他說(shuō):GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

[根據(jù)量子理論,原子核可以同時(shí)處于兩種不同的狀態(tài):未衰變和衰變。 只有當(dāng)它被測(cè)量時(shí),原子核的狀態(tài)才會(huì)塌陷到其確定的狀態(tài)之一,我們才能知道原子核是否已經(jīng)衰變。 所以,可憐的貓(指著名思想實(shí)驗(yàn)中的薛定諤的貓)同時(shí)是生的和死的。 它是死是活,只有在某人或某物導(dǎo)致原子核的量子態(tài)崩潰后才能確定。 從這個(gè)奇怪的悖論中,薛定諤意識(shí)到量子理論中缺少了一些東西。 但恕我直言,我認(rèn)為這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)的奇怪部分不是貓,而是不穩(wěn)定原子核的行為。GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

為了說(shuō)明這一點(diǎn),讓我們看看放射性測(cè)年法。 這是一種用于測(cè)定物體年代的驚人技術(shù),無(wú)論是考古學(xué)中的文物還是地質(zhì)學(xué)中的地層。 在天體物理學(xué)中,它可以幫助確定遙遠(yuǎn)恒星和星云的年齡。 放射性測(cè)年法無(wú)疑是準(zhǔn)確的,但其背后的原理卻非常奇怪。GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

像原子核這樣的簡(jiǎn)單物體,或者像中子和μ子這樣的更基本的粒子,如何“知道”它們的半衰期? 為它們記錄時(shí)間的彈簧、鐘擺或電池在哪里? 這是一個(gè)奇怪的問題! ]GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

原子核衰變GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

其實(shí)他提出的問題可以用一句話來(lái)概括:為什么原子核的衰變遵守如此嚴(yán)格的基于時(shí)間軸的指數(shù)衰變定律? 這背后的物理本質(zhì)是什么規(guī)定了這條衰減率曲線呢?GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

原子核衰變GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

衰減指數(shù)衰減曲線GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在本專欄的【量子空間】理論中,給出了原子核衰變的本質(zhì),即弱力,是由引力波包對(duì)粒子體積的彈性壓縮造成的。 因此,重核比輕核更容易衰變(因其體積較大,相關(guān)請(qǐng)參考文章中的【空間量子化】欄目)。 據(jù)此可以推論,如果原子核處于引力場(chǎng)強(qiáng)度不斷增大的場(chǎng)中,其衰變速率必然根據(jù)引力場(chǎng)強(qiáng)度的變化率呈現(xiàn)正態(tài)分布。GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

什么樣的引力場(chǎng)可以呈現(xiàn)指數(shù)衰減曲線?很簡(jiǎn)單。 它是標(biāo)準(zhǔn)的牛頓引力場(chǎng)。 牛頓引力場(chǎng)公式中的r^2正是引力勢(shì)的指數(shù)衰減曲線。GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

原子核衰變GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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那么如何解釋核衰變曲線與引力勢(shì)衰變曲線的完全一致呢?GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【量子空間】理論推演出一個(gè)有限宇宙的牛頓力學(xué)宇宙。 宇宙有一個(gè)質(zhì)心原子核衰變,宇宙中所有星系都向著引力中心加速。 (根據(jù)牛頓力學(xué),每個(gè)星系觀測(cè)到其他星系因?yàn)榧铀俣戎挡煌急憩F(xiàn)出遠(yuǎn)離效應(yīng),這就是哈勃紅移。)那么我們銀河系也處于這個(gè)引力場(chǎng)中,向著中心加速宇宙的。 我們?cè)谟钪嬲w引力場(chǎng)中的位置是不斷變化的,這與上面的引力勢(shì)是一致的。 曲線發(fā)生變化,這就是核衰變曲線和引力勢(shì)衰變曲線一致的根本原因。 它們都表現(xiàn)出平方反比函數(shù)關(guān)系。GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

這篇文章可能是物理界第一篇回答原子核衰變呈現(xiàn)規(guī)律指數(shù)衰變背后物理原因的文章,而不是從所謂衰變概率的數(shù)學(xué)角度來(lái)談?wù)撍プ兞俊?將量子科學(xué)中不可知的概率論轉(zhuǎn)化為可知的決定論。GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

本專欄還有一篇相關(guān)文章【關(guān)于衰減常數(shù)修正項(xiàng)】,大家可以參考參考。 請(qǐng)糾正我!GAo物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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