Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?

Автор:
kaa
Печать
дата:
4 октября 2016 01:34
Просмотров:
957
Комментариев:
2
Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


Как и всё остальное, что есть во Вселенной - галактики, звёзды, планеты - люди состоят из атомов...



И так же, как у галактик, звёзд и планет, более 99,9% массы вашего тела состоит не просто из атомов, а из атомных ядер.

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


И если мы заберёмся в самое сердце атома, мы обнаружим, что его ядро состоит из комбинации двух простых нуклонов: протона и нейтрона. Протон и нейтрон связываются в сотни разных комбинаций, и определяют не только тип атома, но и его стабильность. А человеческое тело составляет не менее 10^28 атомов.

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


Более 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 атомов в каждом человеке. И некоторые из этих атомов известны своей радиоактивностью, например, висмут, уран, торий, но и они всегда сохраняют общее число нуклонов. Даже свободный нейтрон, хоть он и не стабилен, распадается на протон (и кое-что другое), сохраняя общее число нуклонов.

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


А что насчёт протонов? Более 10^27 атомов в человеке - это атомы водорода, у которых ядро состоит только из одного протона. Возможно ли, что эти протоны нестабильны? Согласно некоторым идеям физики (таким, например, как различные Теории великого объединения), протон тоже может распадаться!

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


Но если это так, его время жизни должно быть очень большим. Нейтрон распадается в течение 15 минут, но протон должен жить очень долго. Мы можем понять это, просто используя наши тела. С 4 * 10^27 протонами внутри нас - в ядрах атомов водорода - нельзя допустить, чтобы большое их количество распадалось. Тогда бы мы сами по себе испускали слишком много энергии!

Вам интересно, почему?

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


Так же, как материя превращается в энергию в Солнце и атомных бомбах, она могла бы появляться и из таких спокойных вещей, как протоны. И знаете, что? Люди ведь на самом деле излучают энергию, как и все теплокровные приматы.

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


В видимом спектре это неочевидно, но если взглянуть в инфракрасном свете, станет видно, что люди относительно окружающей их среды постоянно излучают тепло в более холодный воздух вокруг.

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


Чтобы выдерживать нужный температурный режим, необходимо потребл*ть энергию, чтобы компенсировать ту, что постоянно излучается. Взрослый человек моего размера должен излучать 100 Вт энергии - это 100 Джоулей в секунду, примерно как лампа накаливания.

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


Даже если бы вы получали 100% этой энергии от распадающихся протонов, это ограничивает количество протонов, способных распадаться каждую секунду, всего лишь 600 миллиардами.

Но основываясь на огромном количестве протонов в теле, можно понять, что в среднем протону требуется не менее сотен миллионов лет для того, чтобы распасться. И в реальности мы не излучаем 100 Вт энергии благодаря распаду протонов.

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


Мы получаем её в виде химической энергии, поедая кроликов калорийную еду. Для поддержания нормальной температуры взрослому мужчине требуется примерно 2000 калорий в день. Один из первых симптомов недоедания - падение температуры тела.

Но чтобы точно проверить, распадаются ли протоны, понятно, что нужно сделать. Нужно собрать их как можно больше в одном месте, построить гигантский детектор и искать сигнатуру распада.

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


Так и поступили в Камиоке, Япония. Построили резервуар с сотнями тонн воды и с детекторами фотонов по периметру. Если какой-либо из протонов распадётся, высокоэнергетические продукты распада оставят световые сигналы, позволив нам измерить не только факт распада, но и количество распавшихся атомов.

Если взять резервуар с 10^32 протонами, подождать год, и обнаружить, что ни один не распался - то станет ясно, что их период полураспада составляет по меньшей мере 10^32 года!

Насколько стабильно вещество, из которого мы состоим?


И хотя такое устройство оказалось очень полезным для создания детекторов космических нейтрино, все эксперименты с распадом протона не дали никаких результатов. В общем, исходя из полученных данных, время жизни протона должно составлять не менее 10^35 лет, что вполне неплохо, учитывая, что возраст Вселенной составляет всего около 10^10 лет!

Протон настолько стабилен, что представляет собой проблему для множества Великих теорий объединения. Только на основе полученного нами времени жизни можно сказать, что шанс того, что во время вашей жизни любой из протонов вашего тела распадётся, составляет 0,001%. И вот насколько стабильна на фундаментальном уровне та материя, из которой мы сделаны.

2 не понравился
9 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 

 
 
 
 

Комментарии

 
 

 
 
 
aleksandr-logvinov
Дата:
(4 октября 2016 13:51)
#1
Немного сумбурный пост получился, во первых название некорректное, сам автор даже написал, что из этого вещества состоит и все другое, я думаю, что если ты называешь пост "НАСКОЛЬКО СТАБИЛЬНО ВЕЩЕСТВО, ИЗ КОТОРОГО МЫ СОСТОИМ?", то и надо говорить про то вещество из которого именно и состоит человек. Потом на картинке позитрон нарисован, какие то гамма лучи, про это ни чего не рассказано, в начале картинка, там кварк нарисован, тоже молчок, просто вставил и все. Ну и в конце еще и про излучение энергии заговорили от человека заговорили, выводов тоже никаких не сделано. В обще такой обзор галопом по Европе. А ну и фраза еще насторожила "более 99,9% массы вашего тела состоит не просто из атомов, а из атомных ядер".
Томская область > Северск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
jikm
Дата:
(4 октября 2016 14:02)
#2
Что ж вы хотите от статьи в желтом интернет-журнальчике, тем более, что ее художественно перевел неспециалист.
Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх