Время жизни квантовомеханической системы
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Вре́мя жи́зни квантовомеханической системы (частицы, ядра, атома, энергетического уровня и т. д.) — промежуток времени τ, в течение которого система распадается с вероятностью 1 − 1 / e, где e = 2,71828… — основание натуральных логарифмов. Если рассматривается ансамбль независимых частиц, то в течение времени τ число оставшихся частиц уменьшается (в среднем) в е раз от количества частиц в начальный момент. Понятие «время жизни» применимо в условиях, когда происходит экспоненциальный распад (т. е. ожидаемое количество выживших частиц N зависит от времени t как
- N(t) = N0exp( − t / τ),
где N0 — число частиц в начальный момент). Например, для осцилляций нейтрино этот термин применять нельзя.
Время жизни связано с периодом полураспада T1/2 (временем, в течение которого число выживших частиц в среднем уменьшается вдвое) следующим соотношением:
- .
Величина, обратная времени жизни, называется константой распада:
- λ = 1 / τ.
Экспоненциальный распад наблюдается не только для квантовомеханических систем, но и во всех случаях, когда вероятность необратимого перехода элемента системы в другое состояние за единицу времени не зависит от времени. Поэтому термин «время жизни» применяется в областях, достаточно далёких от физики, например, в теории надёжности, фармакологии, химии и т. д.