Accelerarea de miliarde de ori a radioactivității a fost demonstrată în laborator

Înțelegerea noastră despre „ceasurile” radioactive (aparent) de lungă durată, în lumina paradigmei creaționist-diluviană, trebuie să ia în considerare atât factori geologici, cât și fizici. Printre aceștia din urmă se numără modificări ale ratei de dezintegrare, iar acestea pot include o varietate de procese care au loc simultan sau în diferite momente din istoria de câteva mii de ani a universului.

Până în prezent, cercetarea creaționistă a sintetizat dovezile unor mici modificări ale ratei de dezintegrare, precum și analize teoretice care sugerează posibilitatea modificărilor extreme ale ratelor de dezintegrare radioactivă (acestea din urmă depind, de obicei, de modificarea corespunzătoare a constantelor fizice fundamentale[1]). Aici amintesc demonstrația experimentală a accelerării ratei de dezintegrare radioactivă cu un factor uimitor, mai mare cu nouă ordine de mărime. Necesită condiții speciale și în interior și în exterior ei, dar nu și alterarea constantelor fizice cunoscute.

Această accelerație poate avea loc sub dezintegrarea beta (negatron). În timpul dezintegrării β, un neutron se transformă într-un proton, un electron și un electron-antineutrino, iar electronul este expulzat ca o particulă beta negativă (β^– – scrisă fără semnul negativ, dar uneori este necesar să-l distingem de dezintegrarea beta pozitivă, mai rară, sau de pozitroni β⁺). Deoarece protonii din nucleu și particulele β au sarcini opuse, ele se atrag unele pe altele, iar cele β^– trebuie să dobândească suficientă energie cinetică pentru a depăși această atracție și a scăpa de nucleu. Acest lucru a fost asemănat cu o particulă care are suficientă energie pentru a se prăbuși prin pereții unui gropi.[2] În unii izotopi care emit β^–, scăparea cu succes a unei particule β^– este relativ rară – de unde și durata de înjumătățire lungă (t_½) a nuclidului.

Dezintegrare β accelerată

Discuția de mai sus presupune că electronii înconjoară nucleul, ceea ce este desigur aproape întotdeauna cazul. De mai mult de 50 de ani, însă, unii teoreticieni au sugerat că dezintegrarea negatronului ar putea fi modificată în cazul unui nucleu lipsit de electroni (așa cum se întâmplă în starea de plasmă). Poate că particula β^– care încearcă să părăsească un nucleu gol ar trebui să depășească un prag mult mai mic de energie cinetică decât dacă ar fi prezenți electronii. Particula β^– s-ar putea refugia într-un orbital vacant în jurul nucleului în loc să încerce să scape. Acest proces se numește dezintegrare β^– în stare limitată (bound-state sau dezintegrare β_b). Ulterior, analizele teoretice[3] au sugerat că ar putea apărea o perturbare semnificativă a ratelor de dezintegrare radioactivă în nuclizii a 25 de elemente diferite, ca urmare a dezintegrării β_b.

Demonstrația experimentală a existenței efective a dezintegrării β_b, însă, nu a avut loc până în anii ‘90. ¹⁶³Dy, un nuclid stabil în condițiile normale ale Pământului, s-a dovedit a se dezintegra în ¹⁶³Ho, cu t_½ = 47 de zile, în condițiile nucleului gol al stării complet ionizate.[4] Mai recent, degradarea β_b a fost demonstrată experimental la sistemul reniu-osmiu (¹⁸⁷Re-¹⁸⁷Os). (Metoda Re-Os este unul dintre „ceasurile” izotopice folosite de geologii uniformitari[5] pentru datarea rocilor.)

Experimentul a implicat circularea lui ¹⁸⁷Re complet ionizat într-un inel de depozitare. Se consideră că ionii ¹⁸⁷Re se dezintegrează până la un nivel măsurabil în doar câteva ore, ceea ce reprezintă o perioadă de înjumătățire de numai 33 de ani.[6] Aceasta reprezintă o creștere uimitoare de un miliard de ori peste timpul de înjumătățire convențional, care este de 42 Ga! (Ga = giga-annum = un miliard (10⁹) ani).

Scenariul Săptămânii Creației

Acum, să vizualizăm următoarea situație la începutul Săptămânii Creației. Pe măsură ce Dumnezeu creează atomii care vor fi ulterior asamblați în toată materia care va constitui toate obiectele din universul fizic, El îi creează mai întâi pe toți într-o stare complet ionizată (adică doar nuclee). Această plasmă persistă timp de câteva ore în prima zi, timp în care dezintegrarea β_b are loc liber. Totuși, doar acest proces este insuficient pentru a genera un exces de ¹⁸⁷O echivalentul a miliarde de ani[7]. Cu toate acestea, dacă ar exista o slăbire simultană a forței nucleare existente în prezent, așa cum sugerează Humphreys,[8] „ceasul” Re-Os ar fi accelerat cu alte câteva ordine de mărime.

Nu numai ceasul Re-Os, dar probabil mulți alți nuclizi radioactivi (chiar și stabili) ar suferi o dezintegrare β_b apreciabilă în condițiile de nucleu gol ale plasmei. Observăm că potențialul sau puterea efectivă de dezintegrare β_b oferă un „început important” acceleraților extreme ale dezintegrării radioactive. Astfel, slăbirea postulată a forței nucleare⁷ ar trebui să fie mult mai puțin drastică decât se presupunea inițial (atunci când se presupune că acționează asupra atomilor neionizați) pentru a genera produse de dezintegrare echivalente la miliarde de ani de în doar câteva ore.

Se dovedește că dezintegrarea β_b nu este singurul mecanism prin care unele „ceasuri” (aparent) de lungă durată pot suferi accelerații majore ale ritmului de dezintegrare radioactivă. Luați în considerare sistemul lutețiu-hafniu (¹⁷⁶Lu-¹⁷⁶Hf), care este relativ nou, și care este folosit rar de geologii uniformitari pentru datarea rocilor.[9] La temperaturi foarte ridicate, o parte a dezintegrării lui ¹⁷⁶Lu în ¹⁷⁶Hf ocolește ruta lentă convențională și intră într-o stare izomerică, care are un timp de înjumătățire de numai 3,68 ore.[10] Cu alte cuvinte, o parte a dezintegrării lui ¹⁷⁶Lu suferă un mod alternativ de dezintegrare în ¹⁷⁶Hf, care reprezintă, de fapt, o scurtătură cu 14 ordine de mărime mai rapidă decât dezintegrarea convențională a lui ¹⁷⁶Lu (t_½ = 41 Ga).

În plus, în acest caz particular nu sunt necesare modificări ale forței nucleare. Temperaturile extreme sunt suficiente și cu cât sunt mai mari, cu atât este mai scurt timpul de înjumătățire efectiv al dezintegrării lui ¹⁷⁶Lu în ¹⁷⁶Hf. Mai exact, la temperaturi sub aproximativ 200 milioane K, t_½ rămâne neperturbat la aproximativ 41 Ga. Dar, pe intervalul de la 200 până la 300 MK, t_½ efectiv scade amețitor (cu aproape 10 ordine de mărime), apoi începe să se niveleze asimptotic la temperaturi mai ridicate.

Astfel, la 600 MK, t_½ efectiv al lui ¹⁷⁶Lu este de numai 8 zile![11] Acesta este suficient de scurt încât dacă, așa cum am discutat mai devreme, toți atomii din univers au fost creați într-o stare foarte fierbinte – însemnând energii cinetice foarte mari – (și menținute în acest fel timp de câteva ore în prima zi), tot excesul existent de ¹⁷⁶Hf ar fi fost generat în acea perioadă scurtă.

Produsele acumulate rapid din dezintegrarea radioactivă accelerată au devenit ulterior parte a fiecărui obiect din universul creat, deși în diferite concentrații. În restul Săptămânii Creației, pe măsură ce Dumnezeu a răcit și a organizat plasma în obiecte solide cerești, cum ar fi planetele, izotopii radiogenici în exces au fost împărțiți în fazele minerale relevante, poate în conformitate cu procesele geochimice accelerate. Geologul uniformitar modern interpretează greșit această desfășurare a izotopilor radiogeni ca fiind izocroni ce indică timpi de până la miliarde de ani. Acest interval de timp nu a avut loc niciodată.

Concluzie

Această demonstrație incitantă că „ceasurile” izotopice pot fi accelerate cel puțin de un miliard de ori este o veste bună pentru oamenii de știință creaționiști. Ridică întrebări fundamentale cu privire la stabilitatea temporală a „ceasurilor” izotopice. Ce altceva nu am reușit să analizăm în ceea ce privește fizica dezintegrării radioactive? Mitul invincibilității virtuale a dezintegrării radioactive față de forțele externe a fost zdruncinat în mod decisiv, iar ușa unor cercetări ulterioare a fost deschisă larg.

Autor: John Woodmorappe
Sursa: Creation.com | Billion-fold acceleration of radioactivity demonstrated in laboratory

Traducător: Cristian Monea

---

[1] Chaffin, E.F., theoretical mechanism of accelerated radioactive decay; în: Vardiman, L. et al., Radioisotopes and the Age of the Earth (right), Institute for Creation Research, El Cajon, California și Creation Research Society, Missouri, 305–331, 2000. Vedeți și Radioactive decay rate depends on chemical environment.

[2] Dezintegrarea alfa (α) a fost asemănată și cu particule care ricoșează în interiorul unei gropi (o groapă de potențial creată de combinația dintre sarcină pozitivă a nucleului și forța nucleară „tare”) până când unii dintre ei obțin suficientă energie cinetică pentru a depăși unul dintre pereții săi: Humphreys, D.R. Accelerated nuclear decay: A viable hypothesis? în: Vardiman et al., Ref. 1, p. 333–379. Aceasta este teoria Gamow standard și este adesea denumită efect tunel. În dezintegrarea α, electronii sunt în mare măsură irelevanți. Humphreys sugerează, pe baza unei aplicații a teoriei standard, că o diminuare mică a potențialului nuclear a permis totuși accelerarea dezintegrării α de un miliard de ori sau mai mult.

[3] Takahashi, K. et al., Bound-state beta decay of highly ionized atoms, Physical Review C36(4)1522–1527, 1987.

[4] Jung, M. et al. First observation of bound-state β^– decay, Physical Review Letters 69(15)2164–2167, 1992.

[5] Woodmorappe, J., The Mythology of Modern Dating Methods, Institute for Creation Research, El Cajon, California, 1999 (top right). Vedeți paginile 25, 49, 67–68 pentru multele greșeli ale metodei de datare Re-Os.

[6] Bosch, F. et al., Observation of bound-state β^– decay of fully ionized ¹⁸⁷Re, Physical Review Letters 77(26)5190–5193, 1996. Pentru mai multe discuții privind experimentul, vedeți: Kienle, P., Beta-decay experiments and astrophysical implications, în: Prantzos, N. și Harissopulus, S., Proceedings, Nuclei in the Cosmos, p. 181–186, 1999.

[7] Rețineți că descompunerea β_b în stare limitată accelerează „ceasul” Re-Os cu 9 ordine de mărime. Cu toate acestea, pentru a comprima o dezintegrare radioactivă „normală” de 4,5 Ga în cele câteva ore ale primei zile a Săptămânii Creației, „ceasul” Re-Os ar trebui accelerat cu alte 5 ordine de mărime. S-a exprimat o anumită îngrijorare că dezintegrarea radioactivă ar fi în contradicție cu Dumnezeu care a creat toate „bune foarte”. Există întotdeauna pericolul de a intra prea mult în detalii privind expresia „bune foarte”, iar contextul indică faptul că „bune foarte” se referă la absența suferinței și a morții pentru om și alte creaturi simțitoare înainte de Cădere. Dezintegrarea radioactivă nu are, desigur, nimic în comun cu moartea și degradarea ființelor simțitoare. Mai mult decât atât, dezintegrarea radioactivă implică transformarea unui nuclid în altul și nu are nicio conotație de imperfecțiune în Creație.

[8] Humphreys, Ref. 2, p. 362.

[9] Pentru o discuție privind greșelile deja evidente ale noii metode de datare Lu-Hf, vedeți Woodmorappe, Ref. 5, p. 68.

[10] Kappeler, F., Beer, H., și K., Wisshak, S-process nucleosynthesis—nuclear physics and the classical model, Reports on Progress in Physics 52:1006–1008, 1989.

[11] Klay, N. et al., Nuclear structure of ¹⁷⁶Lu and its astrophysical consequences, Physical Review C44(6):2847–2848, 1991.