Decaimento beta é quando um núcleo atômico instável decai (radioativamente) emitindo uma partícula beta; quando a partícula beta é um elétron, é β– decaimento e, quando um pósitron, β+ decair.
Os raios beta, como um componente distinto dos raios emitidos na radioatividade, foram descobertos por Rutherford, em 1899, apenas alguns anos após a descoberta da própria radioatividade (em 1896). No entanto, isso é beta menos decaimento ... a descoberta de beta mais decadência (de Irène e Frédéric Joliot-Curie, em 1934) ocorreu após a descoberta do pósitron (em raios cósmicos, em 1932) e a (então) controversa 'invenção' do neutrino (por Pauli, em 1931) para explicar o espectro contínuo de energia dos elétrons em decaimento beta. Foi também em 1934 que Fermi publicou - em italiano e alemão (a Nature considerou a idéia muito especulativa !!) - sua teoria do decaimento beta (para obter mais detalhes sobre isso, consulte esta página Hiperfísica).
No decaimento beta menos, um nêutron muda para próton, antineutrino e elétron; essa conversão é devido à interação fraca (ou força fraca) ... um quark baixo (no nêutron) se torna um quark up e emite um W– bóson (um dos três bósons que mediam a interação fraca), que depois se decompõe em um elétron e um antineutrino.
O decaimento beta mais - também conhecido como decaimento beta inverso - envolve a conversão de um próton em um nêutron, pósitron e neutrino.
Então, por que os nêutrons isolados decaem (mas aqueles em núcleos estáveis e aqueles em estrelas de nêutrons não)? E por que os prótons isolados são estáveis, mas os de certos núcleos radioativos não? Tudo depende da energia ... se um estado (um nêutron isolado, por exemplo) tem uma energia mais alta que outro (próton mais elétron e antineutrino), o primeiro decairá para o segundo (o número de bárions dos dois estados deve ser o mesmo , o mesmo número de lepton e assim por diante).
Há também um raro decaimento beta duplo, no qual duas partículas beta são emitidas; foi observado, em alguns isótopos instáveis, como previsto. Existe um tipo de decaimento beta duplo - chamado decaimento beta duplo sem neutrinos (a imagem acima é do Projeto COBRA, um estudo disso) - que está sendo estudado intensamente (embora esse decaimento ainda não tenha sido observado), porque pode ser uma das poucas janelas facilmente abertas para a física além do Modelo Padrão (consulte esta página do WIPP para obter mais detalhes).
O Berkeley Lab possui um elegante Guia para o Wallchart Nuclear (com o subtítulo “Você não precisa ser um físico nuclear para entender a ciência nuclear“!) No decaimento beta, e esta página da Universidade de Ohio - decaimento alfa e beta - coloca mais detalhes técnicos nos ossos da visão geral.
Impulsionando os limites educados da ciência sobre a Dark Matter é uma história da Space Magazine que tem uma referência tangencial à deterioração beta (está nos comentários!).
Existem episódios relevantes do elenco de astronomia? Certo! Nucleosíntese: Elementos das Estrelas, Forças Nucleares Fortes e Fracas e Antimatéria.
Fonte:
Wikipedia
