[2860] Decay Modes

Title Text:Unlike an Iron Age collapse, a Bronze Age collapse releases energy, since copper and tin are past the iron peak on the curve of binding energy.

Origin:https://xkcd.com/2860/

https://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/2860:_Decay_Modes

衰变模式

与铁器时代的崩溃不同,青铜时代的崩溃会释放能量,因为在结合能曲线上,铜和锡在峰值处的铁元素后面。

https://xkcd.in/comic?lg=cn&id=2860

衰变模式是指不稳定原子核转变为更稳定核的不同方式,通常通过发射粒子或辐射来实现。衰变过程是发生在放射性物质中的自然现象。衰变模式有几种类型,每种类型都以发射的粒子或过程中释放的能量为特征。
在漫画的图表中,质子是白色的,中子是灰色的。
前六种模式是真实的,而大多数模式相对频繁:
在α衰变中,不稳定的原子核发射一个由两个质子和两个中子组成的α粒子。α衰变是地球上氦的主要来源,因为α粒子是4He核。此衰变模式通常出现在质子丰富/中子不足的重核中,这些重核通常拥有比质子多得多的中子。通过将质子和中子的数量各减少2个,产品核的中子与质子的比率提高了。
在β衰变(更准确地说是β负衰变)中,一个中子丰富的原子核发射一个W粒子,将一个中子转化为一个质子,如补充图中所示。随后,W粒子衰变为一个电子(即标题所指的β(负)粒子)和一个电子反中微子。主图表仅显示β粒子的释放,这在首次描述和列举核衰变类型时是可以直接观察到的唯一从原子核中发射出来的事物。
在γ衰变中,一个不稳定的原子核(由图中表示的肿块状、椭圆核表示,代表一个高能核异构体)发射一个称为γ射线的高能光子,并安定到一个更稳定、低能的状态。
在电子捕获中,一个质子丰富的原子从K或L电子壳中捕获一个电子。这将一个质子转化为一个中子并发射一个电子中微子。Randall在漫画中加入了一个“啧啧”的音效,以使效果更加清晰;在现实生活中,电子捕获事件中实际上不存在声音。[需要引用]
在正电子发射或β正衰变中,一个质子丰富的原子核发射一个W粒子,将一个质子转化为一个中子。W粒子随后衰变为一个正电子(β正粒子)和一个电子中微子。同样,主图表仅显示β粒子,可能是出于简化,核子转化单独显示。这种模式比β负衰变要少见得多。
在中子发射中,一个中子丰富/质子不足的不稳定核发射一个中子(然后进一步衰变为更多的子女粒子)。
其他六种模式是虚构的:
重子恐慌:在此模式中,所有亚原子粒子同时逃离原子,类似于一群人在火警时逃离建筑物或其他类似的恐慌状态。在现实中,这种衰变模式需要巨大能量。质子的同种电荷确实会相互排斥,但它们在中子的存在下仍然被残留的核力紧紧地保持在一起。
欧米伽衰变:原子已经衰变,在其身后留下一个骷髅,周围留下裂缝,并使中子和质子四处飞散。α、β和γ是希腊字母表的前三个字母,而欧米伽是最后一个,因此欧米伽这个名字可能暗示着最终的、最后的衰变。骷髅可能代表了这种衰变的终结,因为人类衰变的最终阶段留下一个骨架,而这一点在核子中并不存在。[需要引用]许多科幻作品提出了具有希腊字母进一步字母的辐射和/或粒子,例如《星际迷航》中的“欧米伽指令”。在现实中,欧米伽重子是根据Murray Gell-Mann早期的夸克理论被预测存在的,并于几年后发掘到其所预测的性质。这种模式也可能代表原子成为虚空衰变的起源,虚空本身的理论衰变,的确会向外扩散并非常终结和致命。
电子枯萎:围绕原子的电子坠落到地面。一些植物会受到疾病的影响,导致叶子枯萎。电子将试图进入“基态”,但这并不意味着它们字面上垮掉到地面,而是它们将尽可能靠近原子核,受限于能级和泡利不相容原理。此外,由于地面是由原子构成的,因此不会有电子可以掉落到的平坦表面。
一个大核子:质子和中子结合形成一个巨大的重子。具有多于通常三种夸克的奇异重子(例如五夸克)已经在实验室中创造出来,但在自然界中并不被认为存在。弦理论家提出黑洞实际上是模糊球体,是被极其重力条件下下落物质的弦融合形成的单一“亚原子”粒子(即它们事件视界的宏观大小)。这也是对“一大联盟”概念的调侃,这是一种自19世纪末和20世纪初以来一些工会主义者所提倡的目标,旨在将所有个体和国家工会逐渐合并为一个经济范围内的单一工会——所谓的“一大联盟”——以组织和争取所有行业和职业中的工人的利益,而不仅限于各工会特定组织的工作地点。早期的著名倡导者包括世界工业工人和加拿大的一大联盟。这个玩笑是说,这是一种由于不同原子中的核子间共享的革命阶级意识而造成的放射性衰变。
真菌衰变:原子核腐烂,周围生长出真菌的果体(毒蘑菇和蘑菇)。这玩弄了“腐烂”一词的含义。
因海族入侵而崩溃:原子漂浮在水中,两边的船上满是射箭的气泡,原子正在崩溃。海族是一个有些神秘的群体,他们在青铜时代晚期(公元前1200-900年)攻击埃及和地中海东部其他地区。由于气候变化、大规模迁移和入侵(包括海族的入侵)等多种因素,环地中海中部和东部的几个国家经历了社会衰退甚至彻底崩溃,这一现象被称为青铜时代晚期的崩溃。Randall在1732年的《地球温度时间线》中提到过海族。
青铜/铁器时代崩溃(标题文字):继续自漫画的最后一面,并以铁原子特性与文明的铁器时代进行双关。核聚变——小轻元素的合并——释放能量,驱动恒星并创造越来越重的元素,这些元素在一定条件下进一步聚变直至达到铁,主要是56Fe。融合铁核不会释放能量,因此之前的聚变循环突然停止,星体在引力作用下收缩(此时可以创造出不同的条件,从内部的小量重核形成并散布到后来的恒星系统中)。相对而言,核裂变——原子自发分裂成更轻的元素,释放最终在其合成过程中赋予它们的能量——更倾向于发生在随着不稳定性增加而“崩溃”的更重核中。青铜、锡和铜的原子成分在合适条件下都有可能释放能量。锡的主要同位素(从114Sn到124Sn,其中超过三分之二的质量是116、118或120)被认为是稳定的,铜的两个同位素(63Cu和65Cu,几乎是自然存在的全部)也是如此,但超出该范围的微量/合成同位素(例如,通过启动中子轰击主动诱导的)是已知的,最终会β(卤)衰变/’崩溃’为锑(源自锡)或镍/锌(源自铜)。

You May Also Like

[2981] Slingshots

[2980] Lava Lakes

[2979] Sky Alarm

More From Author

[2981] Slingshots

[2980] Lava Lakes

[2979] Sky Alarm

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *