Çift elektron yakalama

Çift elektron yakalama, bir atom çekirdeğinin bozunma modudur. A nükleon sayısı ve atom numarası Z olan bir çekirdek (A, Z) için, çift elektron yakalama ancak (A, Z − 2) nüklidinin kütlesi daha düşükse mümkündür.

Bu bozunma modunda, yörünge elektronlarından ikisi, çekirdekteki iki proton tarafından zayıf etkileşim yoluyla yakalanır ve iki nötron oluşturur. İşlemde iki nötrino yayılır. Protonlar nötron olarak değiştirildiğinden, nötron sayısı iki artar, Z protonlarının sayısı iki azalır ve atomik kütle numarası A değişmeden kalır. Atom numarasını ikiye düşürerek, çift elektron yakalama çekirdek parçasını farklı bir elemente dönüştürür.

Örnek:

130 56Ba

+

2  e−

→

130 54Xe

+

2 Bağlantı tanımlanmadı eklemek için tıkla

Nadirlik

Çoğu durumda bu bozunma modu, tek elektron yakalama gibi daha az partikül içeren daha olası diğer modlar tarafından maskelenir. Diğer tüm modlar “yasaklandığında” (güçlü bir şekilde bastırıldığında) çift elektron yakalama, bozunmanın ana modu haline gelir. Çift elektron yakalamaya uğradığına inanılan doğal olarak oluşan 34 çekirdek vardır, ancak süreç, yalnızca üç çekirdekteki bozunmanın gözlemlenmesiyle doğrulanmıştır:78
36Kr, 130
56Ba, ve 124
54Xe

Bunun bir nedeni, çift elektron yakalama olasılığının muazzam derecede küçük olmasıdır; bu modun yarı ömürleri 10²⁰ yılın çok üzerindedir. İkinci bir neden, bu süreçte yaratılan tek tespit edilebilir parçacıkların, uyarılmış atomik kabuk tarafından yayılan X-ışınları ve Auger elektronları olmasıdır. Enerjileri aralığında (~ 1-10 keV), arka plan genellikle yüksektir. Bu nedenle, çift elektron yakalamanın deneysel tespiti, çift beta bozunumundan daha zordur.

Çift elektron yakalamaya, yavru çekirdeğin uyarılması eşlik edebilir. Onun de-uyarılmasına karşılık olarak yüzlerce keV enerjili foton emisyonu eşlik eder.

Pozitron emisyonlu modlar

Ana ve yavru atomları arasındaki kütle farkı bir elektronun iki kütlesinden (1.022 MeV) fazlaysa, bu süreçte açığa çıkan enerji, pozitron emisyonu ile elektron yakalama adı verilen başka bir bozunma moduna izin vermek için yeterlidir. Çift elektron yakalama, dallanma oranları nükleer özelliklere bağlı olarak ortaya çıkar.

Kütle farkı dörtten fazla elektron kütlesinden (2.044 MeV) fazla olduğunda, çift pozitron bozunması adı verilen üçüncü moda izin verilir. Yalnızca altı doğal olarak oluşan çekirdek Bu üç mod aracılığıyla aynı anda bozunabilir.

Nötrinoless çift elektron yakalama

İki elektronun yakalanması ve iki nötrino (iki nötrino çift elektron yakalama) emisyonu ile yukarıda açıklanan işleme, parçacık fiziğinin Standart Modeli tarafından izin verilir: Hiçbir koruma yasası (lepton sayısının korunması dahil) ihlal edilmez. Bununla birlikte, lepton sayısı korunmazsa veya nötrino kendi antiparçacığıysa, başka bir tür süreç meydana gelebilir: Nötrinsiz çift elektron yakalama. Bu durumda, iki elektron çekirdek tarafından yakalanır, ancak nötrinolar yayılmaz. Bu süreçte açığa çıkan enerji, dahili bir bremsstrahlung gama kuantumu tarafından taşınır.

Örnek:

130 56Ba

+

2  e−

→

130 54Xe

Bu bozulma modu deneysel olarak hiç gözlemlenmemiştir ve eğer gözlemlenirse Standart Model ile çelişir.