Spinbehoud

thermo1945

Weet iemand, of er ooit experimenteel is onderzocht, of de spin van een kern verandert bij bèta-verval?

Wat valt er theoretisch over te zeggen?

Graag in het antwoord een duidelijk onderscheid in theorie en experiment.

Klintersaas

Allereerst de opmerking dat de deeltjesfysica niet mijn vakgebied is, maar dat ik er door interesse wel iets van weet.

Weet iemand, of er ooit experimenteel is onderzocht...

Als er zelfs wetenschappelijk onderzoek wordt verricht over het effect van countrymuziek op zelfmoord, mag je er zeker van zijn dat ook over jouw vraag onderzoek is verricht.

In 1911 voerden Lise Meitner en Otto Hahn een experiment uit dat aantoonde dat de energie van de elektronen die tijdens

\(\beta\)

-verval uitgezonden worden eigenlijk een spectrum (een veelheid aan beschikbare energieën) is. Dit zou betekenen dat het

\(\beta\)

-verval in contradictie is met de wet van behoud van energie.

De tweede anomalie die ze vonden was dat de spin van het stikstof-14-isotoop 1 bedroeg i.p.v. de voorspelde waarde 1/2. Dit was dan weer in contradictie met de wet van behoud van spin.

In 1930 schreef Wolfgang Pauli echter in een beroemde brief dat hij dacht dat atomen behalve elektronen en protonen nog een ander, extreem licht, neutraal deeltje bevatten. Hij noemde het "neutron" (het deeltje dat we vandaag kennen als "neutron" werd pas in 1932 ontdekt), een naam die later door Enrico Fermi omgevormd werd tot "neutrino". Pauli suggereerde dat deze neutrino's óók worden uitgezonden tijdens het

\(\beta\)

-verval, energie kunnen dragen en zo het spectrum verklaren. Deze hypothese werd in 1956 door Fred Reines en Clyde Cowan experimenteel bevestigd.

Dus alhoewel men vroeger wel degelijk dacht dat de spin veranderde tijdens

\(\beta\)

-verval, is later aangetoond dat dit niet zo was m.b.v. de neutrino.

Hierboven heb ik de historisch-theoretische uitleg gegeven. Als je googled met de aangehaalde experimenten zal je het experimentele gedeelte kunnen achtehalen. Wil je meer theorie, klik dan op de links in de tekst.

Zie ook:

http://steve.cooleysekula.net/blog/categor...t_html?cat_id=3 (onder de titel "Your Universe: Meet the Neutrino")

http://en.wikipedia.org/wiki/Beta_decay

thermo1945

Klintersaas schreef:De tweede anomalie die ze vonden was dat de spin van het stikstof-14-isotoop 1 bedroeg i.p.v. de voorspelde waarde 1/2.

EN

Dus alhoewel men vroeger wel degelijk dacht dat de spin veranderde tijdens
\(\beta\)
-verval, is later aangetoond dat dit niet zo was m.b.v. de neutrino.

Het is niet zo duidelijk of de spin vd kern of van het atoom of ion GEMETEN is!!

Dank voor je uitgebreide reactie en verwijzingen die ik zeker ga lezen.

Klintersaas

Het is niet zo duidelijk of de spin vd kern of van het atoom of ion GEMETEN is!!

De ontdekking dat het stikstof-14-isotoop een spin van 1 had, werd gedaan door de Italiaanse fysicus Franco Rasetti:

The Rutherford model worked quite well until studies of nuclear spin were carried out by Franco Rasetti at the California Institute of Technology in 1929. By 1925 it was known that protons and electrons had a spin of 1/2, and in the Rutherford model of nitrogen-14 the 14 protons and six of the electrons should have paired up to cancel each others spin, and the final electron should have left the nucleus with a spin of 1/2. Rasetti discovered, however, that nitrogen-14 has a spin of one.

Bron: http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_nucleus

Hoe Rasetti dit ontdekt heeft en of hij de spin daadwerkelijk gemeten heeft weet ik niet (en Rasetti zelf zal het niet meer kunnen vertellen, want hij overleed jammer genoeg op 5 december 2001), maar hij heeft zijn ontdekking gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 15,

515, Jun. 15, 1929

thermo1945

Klintersaas schreef:De ontdekking dat het stikstof-14-isotoop een spin van 1 had, werd gedaan door de Italiaanse fysicus Franco Rasetti:

Bron: http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_nucleus

Hoe Rasetti dit ontdekt heeft en of hij de spin daadwerkelijk gemeten heeft weet ik niet (en Rasetti zelf zal het niet meer kunnen vertellen, want hij overleed jammer genoeg op 5 december 2001), maar hij heeft zijn ontdekking gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 15,

515, Jun. 15, 1929

geweldig, hoe je dit wist te vinden. Bedankt. Kun je me verklappen, hoe je dat voor elkaar kreeg?

Klintersaas

Bedankt voor het compliment.

Omdat ik wist dat je specifiek in de spin geïnteresseerd was en omdat mijn enige aanknopingspunt het stikstof-14-isotoop was, heb ik gegoogled met "spin of the Nitrogen-14 atom" (Engels levert meestal meer resultaten op). De eerste pagina was een Wikipediapagina met als titel "Atomic nucleus".

Vervolgens heb ik de pagina doorzocht totdat ik - onder de subtitel "History" - bij volgende passage aanbelandde:

The Rutherford model worked quite well until studies of nuclear spin were carried out by Franco Rasetti at the California Institute of Technology in 1929. By 1925 it was known that protons and electrons had a spin of 1/2, and in the Rutherford model of nitrogen-14 the 14 protons and six of the electrons should have paired up to cancel each others spin, and the final electron should have left the nucleus with a spin of 1/2. Rasetti discovered, however, that nitrogen-14 has a spin of one.

Nu ik wist dat Rasetti degene was die deze ontdekking deed, ben ik naar zijn Wikipediapagina gegaan, waar ik o.a. zijn sterfdatum vond, maar niet de gezochte informatie over het betreffende experiment.

Opnieuw naar Google, deze keer met de zoektermen "Franco Rasetti", "experiment" en "spin of the Nitrogen-14 atom". Daaar vond ik allemaal documenten die exact dezelfde zin als de Wikipediapagina bevatten, nl. "Rasetti discovered, however, that nitrogen-14 has a spin of one". De eerste pagina die deze zin niet bevatte en dus misschien nieuwe informatie zou kunnen opleveren was pagina acht, een PDF-document met als titel "Internal Radioactive Source Calibration of the Borexino Solar Neutrino Experiment. Bij het doorzoeken van dit document stootte ik op volgende zin:

In 1929, Franco Rasetti, at the California Institute of Technology, found that the ¹⁴N nucleus has a spin equal to one [22], but this is not possible if the nucleus has 21 spin-½ constituents.

De [22] wees erop dat er een referentie was betreffende deze ontdekking. Helemaal onderaan het document, onder de titel "References", stond inderdaad de referentie:

22

F. Rasetti, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 15,

515, Jun. 15, 1929)

Op dat moment moest ik even weg, dus i.p.v. verder te zoeken postte ik het bericht.

thermo1945

Zeer bedankt voor je uitvoerige toelichtingen.

Dat was voor mij leerzaam, zelfs je taalkundige opmerkingen.

wannes

thermo1945 schreef:Weet iemand, of er ooit experimenteel is onderzocht, of de spin van een kern verandert bij bèta-verval?

Wat valt er theoretisch over te zeggen?

Graag in het antwoord een duidelijk onderscheid in theorie en experiment.

als we over de spin van een kern spreken bedoelen we eigenlijk het totaal angulair moment van de kern, en dit is een combinatie van de spin van de deeltjes en hun angulair moment

het angulair moment van je kerndeeltjes kan verschillen naar gelang in welke baan ze zich bevinden, dus een geëxciteerde kern kan een andere spin hebben dan de grondtoestand

je electron en je neutrino kunnen ook een angulair moment hebben, en kunnen dus de spin van je kern wel degelijk veranderen, komt daarbij nog eens bij dat je kern na verval in een geëxciteerde toestand kan terecht komen, en dat zelfs de grondtoestand een andere spin kan hebben dat die van het oorspronkelijke atoom

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Spinbehoud

Spinbehoud

Re: Spinbehoud

Re: Spinbehoud

Re: Spinbehoud

Re: Spinbehoud

Re: Spinbehoud

Re: Spinbehoud

Re: Spinbehoud