Warum zerfällt ein radioaktives Isotop im Mittel nach der Halbwertszeit und nicht sofort?
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Es zerfällt weil es instabil ist, aber warum zerfällt es nicht sofort, sondern gemittelt nach der statistischen Größe der Halbwertszeit?
Also was geht da genau im Atom vor, dass es nach statistisch mit Wahrscheinlichkeit X nach der Halbwertszeit zerfällt?
Gibt es hierzu inzwischen irgendwelche wissenschaftlichen Erkenntnisse?
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Zumindest vor einigen Jahren, als ich das studiert habe, gab es noch kein detailliertes Modell zum Zerfall (zumindest keines, das gelehrt wurde). Mit ziemlich einfachen Modellen, wie dass im Kern ein separates Alphateilchen oszilliert und bei jeder Oszillation mit der (berechenbaren) Wahrscheinlichkeit die äußere Potentialbarriere durchtunnelt, kommt man aber auch schon auf erstaunlich gute Vorhersagen. Wobei ich mit erstaunlich gut meine, dass man mit solch einem simplen Modell zumindest sagen kann, von welcher Größenordnung (+-1
)die Halbwertszeit eines Isotops sein wird.
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SeppJ schrieb:
Zumindest vor einigen Jahren, als ich das studiert habe, gab es noch kein detailliertes Modell zum Zerfall (zumindest keines, das gelehrt wurde). Mit ziemlich einfachen Modellen, wie dass im Kern ein separates Alphateilchen oszilliert und bei jeder Oszillation mit der (berechenbaren) Wahrscheinlichkeit die äußere Potentialbarriere durchtunnelt, kommt man aber auch schon auf erstaunlich gute Vorhersagen. Wobei ich mit erstaunlich gut meine, dass man mit solch einem simplen Modell zumindest sagen kann, von welcher Größenordnung (+-1
)die Halbwertszeit eines Isotops sein wird.Wobei ich hierzu noch anmerken möchte, dass SeppJ vermutlich das Gamow-Modell meint, welches nur auf Alpha-Zerfälle anwendbar ist. Beta- und Gammazerfälle basieren auf anderen Wechselwirkungen.
Ich behaupte mal, dass niemand so genau weiß, was im Atomkern vonstatten geht (abseits der üblichen Beschreibungen durch die QFT/QCD/QED). Das gilt aber mehr oder weniger für alle Prozesse in der QM, die nur probabilistisch beschrieben werden.
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Jodocus schrieb:
Ich behaupte mal, dass niemand so genau weiß, was im Atomkern vonstatten geht (abseits der üblichen Beschreibungen durch die QFT/QCD/QED). Das gilt aber mehr oder weniger für alle Prozesse in der QM, die nur probabilistisch beschrieben werden.
Ist halt recht schwer zu beobachten. Man kann von Atomkernen immer nur Momentaufnahmen machen, weil das Mikroskop (aka Teilchenbeschleuniger) nicht geeignet ist, einen einzelnen Kern zerstörungsfrei und kontinuierlich zu beobachten. Wenn man ein paar Quadrillionen Strukturfaktoren aufzeichnet, könnte man sich damit vielleicht ein besseres Bild machen. aber wer hat dafür schon Zeit und Geld? Bis dahin bleiben nur Modellrechnungen und Vergleich dieser mit den beobachteten Halbwertszeiten.
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Etwas konzeptionelles: Ein seriöser Naturwissenschaftler stellt niemals die Frage nach dem "warum" sondern immer nach dem "wie".
Je nachdem wie tief man einsteigen möchte kann man die Frage von einfachen Zerfallsmodellen bis hin zu komplizierter Quantenfeldtheorie oder noch heftiger, String Theorie beantworten. Alles nur Modelle mit bestimmten Rahmen die alle immer nur das wie beantworten in ihrem eigenen Modellrahmen.
Also zur Frage nach dem warum? Nen Theologen fragen falls man gläubig ist oder sich von einem Esoteriker seine eigene Weltvorstellung bauen.
Grüße
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cpp_Jungspund schrieb:
Etwas konzeptionelles: Ein seriöser Naturwissenschaftler stellt niemals die Frage nach dem "warum" sondern immer nach dem "wie".
Aus meiner Sicht sind naturwissenschaftliche Antworten auf ein "Warum?" absolut sinnvoll. Ich überlasse doch keinem Theologen die Deutungshoheit über meine Sprache.
