Lagunemisnähtus on puhtalt kvantmehaaniline omadus. See probleem on samaväärne piiratud potentsiaaliga kaevu osakesega ja madalama potentsiaaliga olekuga, mis on saadaval väljaspool kaevu. Klassikaliselt, kui kaevus oleva osakese energia on potentsiaalsest tõkkest madalam - see ei jõua kunagi madalamasse olekusse. Kvantmehaanika abil saab osake läbi barjääri madalamasse olekusse minna, kuid selle võimalus selle saavutamiseks on väga väike (tegelikes olukordades). Samuti on selle tunnelite tekkimise tõenäosus sõltumatu teiste osakeste olekust ja osakese varasemad katsed tunnelisse ei muuda selle tõenäosust järgmise tunneli saamiseks (mälu puudub). Kasutades mõningaid tõenäosusteooria matemaatilisi tööriistu, saate tõestada, et iga osakese tunnelisse sattumise tõenäosus on eksponentsiaalse tõenäosustihedusega ja seega järgib seda paljude osakeste (mille kohta te küsisite) kollektiivne käitumine.

Vabalt rääkides on igal üksikul aatomil soov saada stabiilseks, kuid see tähendab lagunemise tõenäosust . See tähendab, et kuna makroskoopiliselt olulises materjali tükis on miljardeid ja miljardeid aatomeid, on alati ebatõenäolisi kinnipidamisi ja need pidurid vastutavad kiirguse eest, mis on tekkinud pärast loomise alghetke.

Kui mõtlete ajast kui tiksuvast kellast ja teil on kogum radioaktiivset materjali, kus aatomitel on iga puugi lagunemise tõenäosus x%, siis läbite iga kellanupu ülejäänud aatomid ja palute neilt , "Kas te lagunete seekord?" Keskmiselt ütleb x% neist "jah".

Meie üldises intuitsioonis on ka tähelepanuhälbeid. Enamik väga radioaktiivseid elemente on juba lagunenud, mis tähendab, et kui mõelda "radioaktiivsusele", mõtleme suhteliselt inaktiivsetele elementidele nagu tseesium või uraan. Nende poolväärtusajad on mõõdetud sadades miljonites või miljardites aastates. Nende aatomid ei tunne suurt soovi stabiilseks saada, võrreldes inimeste loodud väga ebastabiilsete elementidega. Nende elementide poolväärtusaega mõõdetakse sekundi murdosades ja sel juhul on teie intuitsioon "äkiline aktiivsuse tõus, siis kadunud" õige. Tegelikult, kui peaksite arvestama uraani tükiga, mis ületaks selle poolväärtusaega mitu korda (st sadu miljardeid aastaid), jälgiksite sama nähtust: tohutut piiki või tegevust, siis see kõik on kadunud. Kuid võrreldes selle ajakavaga on meie elu hetkeline ja me elame endiselt läbi selle tegevuse "kohese plahvatuse", mis järgnes meie päikesesüsteemi uraani loomisele selles ammu-ammu supernoovas.

Matemaatiliselt (kirjuta ootel)

Kõigil aatomitel on igal hetkel sama võimalus laguneda.
Kui teil on neid samas kohas rohkem, on teil suuremad võimalused nende lagunemiseks.

See on nagu täring, teil on 1-st võimalus saada 6.
Kui teil on 100 täringut, on teil 100 korda suurem võimalus saada 6. Seega on teil rohkem 6-eid.
Kui te ei petma;)

Põhimõtteliselt on see seotud sellega, et tuumade lagunemine on kvantmehaaniline protsess ja kvantmehaanilised protsessid pole traditsioonilises mõttes deterministlikud, st tingimuste komplekti arvestades ei saa te täpselt ennustada, mis konkreetses piirkonnas juhtub protsess, ainult millegi tekkimise tõenäosus. Sellisel juhul toimub tuuma lagunemine kvantmehaanilise tunneliga, protsess, mille käigus osakesed "ilmuvad" spontaanselt ilmselt läbimatu potentsiaalibarjääri (antud juhul tuumajõu poolt tekitatud) teisele poole nende asukoha ebakindluse tõttu. Selle tunneliprotsessiga on seotud tõenäosus ja see tõenäosus määrab tuumade lagunemiskiiruse. Aine makroskoopilises "tükis" näivad tuumad lagunevat ühtlases tempos, kuid igal üksikul osakesel on palju kordi, mil see võib laguneda.

Lisaks tõenäosusjaotuse juhuslikkuse ilmsele vastusele sõltub iga aatomi lagunemissündmus selle üldenergiast, mida praeguse tehnoloogiaga eraldi mõõta ei saa. Näiteks võib see sisalduda gaasis, kus tihedus ühes gaasi piirkonnas on veidi suurem kui teistes piirkondades ja võib toimuda rohkem "kokkupõrkeid" (vastastikmõjusid) ja seetõttu erineb selle põhiolek gaasi teistest aatomitest. Statistiline mehaanika ei saa sellele küsimusele vastata, kuid kunagi võiksid uued ideed kvantentroopias ...