貝他衰變

貝他衰變（beta decay）是一種放射性衰變，原子核把它的一顆中子轉換成質子（或把質子轉換成中子），並射出一顆高速電子、或其反物質雙生子——正子。日常畫面：原子核不是拋出一整塊，而是悄悄把自己的一個組件重新洗牌，並射出一顆微小、高速的子彈。它回答的問題是：一個中子與質子比例失衡的原子核，如何在幾乎不改變粒子總數的情況下修正這個平衡？

精確地說，在常見的形式（貝他負衰變）中，一顆中子變成質子，放出一顆電子（即貝他粒子）與一顆幾乎隱形的粒子——反微中子：中子變成質子加電子加反微中子。原子核的質量數 A 不變，但原子序 Z 增加 1，因而變成週期表上高一號的元素。在較罕見的貝他正衰變中，一顆質子變成中子，放出正子與微中子，Z 減 1。損失的微小質量以能量形式帶走，並由放出的各粒子分享，這正是貝他粒子出來時速率有一整段範圍的原因。

為什麼重要：貝他衰變是碳-14 緩慢轉變成氮的機制（碳定年的基礎），也是恆星與反應爐嬗變元素的核心。對它的研究揭露了幽靈般的微中子與弱核力——四種基本力之一。誠實的提醒：貝他負衰變中的電子是在衰變當下由中子的轉變新生出來的，它並非事先待在原子核裡，也和任何一般繞行的電子無關。