קרינת בטא (β) היא קרינה רדיואקטיבית שמקורה בגרעין האטום. החלקיק שנפלט יכול להיות אלקטרון (חלקיק בטא מינוס) או פוזיטרון (חלקיק בטא פלוס, אנטי-אלקטרון). חלקיקי בטא הם בעלי מסה מנוחה, כלומר הם "ישירים" ולא קרני אנרגיה טהורות כמו קרינת גמא.
הכוח היסודי האחראי לתהליכי בטא הוא הכוח החלש. תהליכי בטא כוללים שינוי "טעם" של קווארק, כלומר החלפה של קווארק מסוג אחד לאחר. שינוי זה משנה פרוטון לנייטרון או להפך, ומייצר את חלקיק הבטא.
חוקי שימור חשובים פועלים בתהליך. בגלל שימור המטען, כשפרוטון הופך לנייטרון נפלט פוזיטרון כדי לאזן מטען. עוד חוק שימור הוא שימור המספר הלפטוני: לכל פוזיטרון או אלקטרון שנפלט, משויך נייטרינו או אנטי‑נייטרינו כדי לשמור את המספר הלפטוני.
בטא מינוס: נייטרון בגרעין הופך לפרוטון ופולט אלקטרון ואנטי‑נייטרינו. התהליך אפשרי כאשר ההבדל במסות ויחסי פרוטונים‑נייטרונים מאפשרים זאת.
בטא פלוס: פרוטון בגרעין הופך לנייטרון ופולט פוזיטרון ונייטרינו. תהליך זה דורש תנאים אנרגטיים אחרים, ולכן הוא נפוץ רק בגרעינים עם עודף פרוטונים. תהליך קרוב לו הוא לכידת אלקטרון, שבו אלקטרון מן הקליפה נקלט לגרעין והופך לפרוטון לנייטרון תוך פליטת נייטרינו.
ברמת הקווארקים, לדוגמה, בקרינת בטא מינוס קווארק למטה (down) הופך לקווארק למעלה (up). זהו שינוי טעם שמבוצע על ידי הכוח החלש.
היסטוריה קצרה: מדידות מוקדמות הראו שספקטרום האנרגיות של חלקיקי בטא הוא רציף, ולא קווי. הדבר סתר את הציפייה לשימור אנרגיה מוחלט כשנחשבו רק אלקטרונים וגרעינים. וולפגנג פאולי הציע ב‑1930 חלקיק ניטרלי קטן כדי להסביר את החוסר באנרגיה ותנע. אנריקו פרמי קרא לחלקיק זה "נייטרינו" והציג תיאוריה של התפרקות בטא בשנת 1933.
הנייטרינו הוא חלקיק נייטרלי וקל מאוד. הוא נוצר יחד עם האלקטרון או הפוזיטרון בתהליך בטא. האינטראקציה של הנייטרינו עם חומר היא חלשה מאוד, ולכן זיהויו הישיר היה קשה. עדות ישירה לנייטרינו התקבלה רק ב‑1956 בניסוי של קואן וריינס.
מחקר מודרני של דעיכות בטא כולל חיפושים אחרי תהליכים נדירים, כמו התפרקות בטא כפולה נטולת ניטרינו. גילוי כזה היה משמעותי כי הוא ייתן מידע על טבע הנייטרינו ואודות חוקים בסיסיים של שימור.
קרינת בטא היא קרינה שמגיעה מגרעין האטום. גרעין יכול לזרוק אלקטרון. אלקטרון הוא חלקיק קטן שמסווג כחלקיק בטא מינוס.
לפעמים הגרעין זורק פוזיטרון. פוזיטרון הוא כמו אלקטרון אך בעל מטען הפוך.
התהליך קורה בגלל הכוח החלש. הכוח החלש הוא אחד מהכוחות בטבע.
כדי ששימור החשמל יתקיים, יחד עם האלקטרון או הפוזיטרון נפלט גם נייטרינו. נייטרינו הוא חלקיק קטן וניטרלי. הוא כמעט לא משפיע על חומר, ולכן קשה לראות אותו.
יש שני סוגי בטא: בטא מינוס, נייטרון הופך לפרוטון ופולט אלקטרון ונייטרינו. בטא פלוס, פרוטון הופך לנייטרון ופולט פוזיטרון ונייטרינו.
בעתיד חיפשו תהליכים נדירים שבהם לא יפלו נייטרינים. זה חשוב כדי להבין טוב יותר את הנייטרינו.
הנייטרינו זוהה בצורה ישירה רק ב‑1956. המדענים פאולי ופרמי קבעו שהוא צריך להימצא כדי לשמור על החוקים של הטבע.
תגובות גולשים