величина

время распада

Характерное время, за которое интенсивность свечения уменьшается, которое здесь зависит от поля и поляризации.
11 статей

Описание

Время затухания — это характерный интервал, за который интенсивность свечения — будь то флуоресцентный материал, сцинтиллятор или астрономический источник — уменьшается в e раз (примерно на 63% от начального значения). Во многих случаях это затухание не является фиксированной константой, а зависит от внешних условий, таких как приложенное магнитное поле или поляризация испускаемого света. Например, при изучении солнечных вспышек время затухания рентгеновского или радиоизлучения может показать, как быстро магнитное поле, питающее вспышку, теряет свою силу, что даёт прямой способ исследовать процессы выделения энергии.

История

Концепция экспоненциального затухания в радиационных процессах восходит к началу XX века, когда Резерфорд и Содди изучали радиоактивный распад; позднее она была применена к оптическим явлениям. Специфическая зависимость времени затухания от внешних параметров интенсивно исследовалась в физике твёрдого тела с середины XX века.

Как это работает

Время затухания возникает из баланса между скоростью заселения возбуждённых состояний и скоростью их релаксации на более низкие энергетические уровни. При наличии внешнего поля оно может изменить расстояние между энергетическими уровнями или вероятности переходов, тем самым изменяя скорость релаксации. Зависимость от поляризации возникает потому, что разные ориентации испускаемого света соответствуют разным квантовым переходам, каждый из которых имеет своё собственное время жизни. Таким образом, измерение времени затухания как функции напряжённости поля и поляризации позволяет восстановить лежащую в основе микроскопическую динамику.

Где применяется

Измерения времени затухания используются в сцинтилляционных детекторах для физики частиц и медицинской визуализации, где время прихода световых импульсов помогает идентифицировать типы частиц или улучшить разрешение изображения.

Любопытный факт

В некоторых материалах время затухания можно сократить, приложив магнитное поле; это явление известно как «магнитное тушение» люминесценции.

Граф понятий →

Статьи по теме · 11

Трещины учатся на своих ошибках
Высыхающая лужа грязи покрывается трещинами, как старая картина — кракелюром. Сначала трещины встречаются почти под прямым углом, образуя грубую сетку. Но если грязь снова намочить и дать высохнуть, рисунок меняется: трещины начинают встречаться по три, под углом 120 градусов, как пчелиные соты. Почему так происходит, долго оставалось загадкой.
Почему стареют перовскитные солнечные батареи: взгляд внутрь без разборки
Перовскитная солнечная батарея напоминает молодую спортсменку: на старте демонстрирует выдающиеся показатели, но быстро утомляется. Всего за восемь часов её эффективность заметно снижается, хотя видимых дефектов — трещин, пыли, отслоений — не наблюдается.
Охота за невидимым: фундаментальный предел чувствительности детекторов тёмной материи
Охотник расставляет силки в лесу. Он знает повадки зверя, но не знает, попадётся ли тот вообще. Примерно так же физики расставляют детекторы в попытке поймать частицы тёмной материи — невидимой субстанции, которая, как считается, составляет большую часть массы Вселенной. Новая работа предлагает охотникам необычный инструмент: не капкан, а рулетку.
Космический колокол: как затухают пульсации от Солнца до звёзд
На Солнце то и дело раздаются удары — магнитное пересоединение в плазме высвобождает энергию, заставляя корону вспыхивать. После каждого такого удара в плазменных петлях ещё долго гуляют магнитогидродинамические волны — как затихающий звон колокола.
Редкий распад, увиденный впервые
Монета падает ребром — примерно так же редко тяжёлый B-мезон распадается на лёгкий пион и пару электрон-позитрон. За десятилетие работы коллайдера таких событий набралась лишь горстка, но физики наконец смогли их разглядеть. Вероятность распада составила около 2,4×10⁻⁸.
Задержанное радиоэхо нейтринной вспышки
В 2017 году детектор IceCube поймал нейтрино из далёкой галактики TXS 0506+056. Это как услышать звонок из-за океана: сигнал пришёл оттуда, где рождаются самые энергичные частицы во Вселенной. Одновременно с нейтрино астрономы заметили вспышку гамма-лучей, а через два-три года — радиоволны. Почему радио опоздало?
Гамма-молчание Солнца: как тёмная материя выдаёт свою природу
Тёмная материя — невидимая субстанция, удерживающая галактики от разлёта под действием центробежных сил. Если гипотетические частицы тёмной материи изредка распадаются вблизи Солнца, они выбрасывают потоки быстрых частиц — словно невидимые молоты, бьющие по свету.
Космический маяк мигнул дважды
Семнадцать лет подряд космический телескоп Fermi записывал свет далёкой галактики 4C 76.03. Большую часть времени она вела себя тихо, как ночной город, где горят лишь редкие окна. Но в архиве наблюдений нашлись два коротких мгновения, когда галактика вспыхивала в гамма-лучах — самом энергичном свете во Вселенной.
Вспышка, которую поймали за полминуты
Двадцать восемь секунд — столько времени понадобилось автоматической камере, чтобы навестись на вспышку в созвездии, до которого свет шёл больше девяти миллиардов лет. Телескоп в чешской обсерватории Ондржейов сработал как пожарная сигнализация: едва спутник засёк гамма-всплеск, робот развернул трубу и начал фотографировать небо каждые несколько секунд.
Петля длиннее — вспышка медленнее
Солнечная вспышка похожа на короткое замыкание в гигантской неоновой вывеске. Внутри Солнца магнитные поля скручиваются в петли, будто резиновые жгуты, и когда они перезамыкаются, в космос выплёскивается энергия. Часть её уходит в жёсткое рентгеновское излучение — его рождают частицы, разогнанные почти до скорости света.
Солнечная вспышка: как магнитное поле теряет силу
Солнечная вспышка — это как внезапное распрямление туго скрученной пружины. В короне Солнца накапливается энергия в искривлённом магнитном поле, а потом она резко высвобождается, разгоняя частицы и нагревая плазму. Но увидеть, как именно меняется само магнитное поле во время вспышки, удаётся редко: нужны специальные наблюдения.