Kann man den radioaktiven Zerfall auch quantenphysikalisch erklären?

Question

Hiermit meine ich nicht die Feynman-Zerfallsdiagramme, sondern tatsächlich die bekannten Elemente im PSE.

Answer 1

Ja! Er ist Teil der relativistischen Quantenmechanik.Im Prinzip beschreibt man der Atomkern mit einen Satz von Quantenzahlen (oder auch Quantenzuständen). Der radioaktive Zerfall ist dann ein Übergang von einem Zustand in einen anderen. Die Übergangswahrscheinlichkeit kann man sogar als Formel hinschreiben und in einfachen Fällen (beta-Zerfall) sogar analytisch lösen. In der Regel sind jedoch die Gleichungen so komplex, dass sie näherungsweise numerisch gelöst werden.
Die relativistische Quantnemechanik ist so abgehoben, dass selbst Physikstudenten mit Studienziel Diplom in theoretischer Physik, sie nicht belegen müssen.

Noch eine Anmerkung. Radioaktiver Zerfall ist ein Kernprozess. Wenn man die Atomkerne ordnet, verwendet man eine Nuklidkarte. Das PSE beschreibt die Atomhülle und hat nichts mit Radioaktivität zu tun.

Answer 2

ja - und wenn mans genau nimmt dann nur so.

denn in wirklichkeit sind radioaktive zerfälle (mehr oder weniger) komplizierte übergänge im kern.
bekanntes beispiel: alpha-zerfall ist das durchtunneln eines heliumkerns aus dem kernpotential.
oder: gammastrahlung kann man nur mit spins und orbitalen im kern erklären, denn von welchem energie-niveau sich ein kern ins andere abregt (und dann ein Gammaquant aussendet) hängt von Drehimpuls- und Spinquantenzahlen ab.

Also die "richtige", fachlich korrekte (aber leider auch etwas abgehobene) erkärung für Radioaktivität lässt sich allein durch Quantenphysik begründen.

Answer 3

Um ehrlich zu sein, weiß ich nicht genau, was Du meinst. Auch was der/die/das PSE sein soll, weiß ich nicht.

Aber ich würde sagen, den radioaktiven Zerfall kann man nur quantenphysikalisch erklären. Nur so kann man Bindungsenergie, deren Differenzen für den Zerfälle ja entscheidend ist, bestimmen. Man braucht eben eine minimale Energie, die das entscheidende Teilchen über die Schwelle eines stabilen Zustandes hinaus bringt.

Ohne Quantenphysik und damit verbundene Energieniveaus wäre Alles stabil.

Answer 4

Die Quantenkohäsion löst sich auf und die einzelnen Quanten bilden neu Informationseinheiten.