Per què els científics mesuren les coses segons la vida mitjana?

Lector @Procrustes ha piulat per preguntar-nos: Per què els científics mesuren coses com els elements radioactius a la vida mitjana? Per què no es mesura tota la vida? '

10 dades sobre el pont del riu kwai

Si no esteu familiaritzat amb el terme 'vida mitjana', potser heu sentit que un dels vostres amics nerd l'utilitzava. Si no es queixaven d’un noi que es deia Gabe i que parlava de vapor i vàlvula, probablement l’utilitzarien perdatació radiomètrica, una tècnica que utilitza la mesura de la desintegració radioactiva per esbrinar l’edat dels artefactes arqueològics i dels fòssils de dinosaures.

Decadència i cites

Al centre de cada àtom hi ha una regió densa anomenada nucli, que consta de protons i neutrons. En alguns àtoms, les forces del nucli estan equilibrades i el nucli és estable. En d’altres, les forces estan desequilibrades i el nucli té un excés d’energia interna; és inestable o radioactiu. Aquests àtoms inestables es destrueixen essencialment a causa del desequilibri i es descomponen o es desintegren. Quan fan això, perden energia en emetre partícules subatòmiques energètiques (radiació).

Aquestes partícules es poden detectar, normalment amb un comptador Geiger. En el cas de la datació per radiocarboni, un mètode de datació comú per a la matèria orgànica que utilitza carboni 14 (un isòtop o variant de l’element carboni) per estimar l’edat, es produeix una 'partícula beta' radioactiva per a cada àtom de carboni 14 que decau. En comparar l’abundància normal de carboni-14 en una criatura viva (que és la mateixa concentració a l’atmosfera) amb la quantitat que queda en el material que es data, basant-se en la taxa de desintegració coneguda, els científics poden esbrinar aproximadament quant temps fa Estic mirant encara estava viu.

La vida mitjana entra en escena en el procés de decadència. Tot i que la vida útil de qualsevol àtom individual és aleatòria i imprevisible, laprobabilitatde decadència és constant. No es pot predir quan es trencarà un àtom inestable, però si en té un grup, es pot predir el temps que trigarà. Els àtoms que tenen la mateixa probabilitat de decadència ho faran a un ritme exponencial. És a dir, la taxa de decadència disminuirà proporcionalment a la quantitat de material radioactiu que tingueu.

'Molts desapareixeran al principi del procés, però alguns duraran períodes molt més llargs', diu el doctor Michael Dee, investigador del laboratori de radiocarbons de la Universitat d'Oxford. 'És una mica com posar (moltes) monedes a la pluja. Tot i que tots tenen la mateixa probabilitat de ser colpejats per les gotes de pluja, molts seran colpejats immediatament i altres romandran secs, potser durant un període prolongat de temps '.

És fàcil interpretar erròniament la semivida com 'la meitat del temps que triga els àtoms que estigui mirant a decaure', però en realitat significa 'el temps que triga la meitat dels àtoms que està mirant decaure '. La mesura és útil en la datació radiomètrica, diu Dee, perquè la desintegració exponencial significa 'no importa la quantitat de material radioactiu que tingueu, el temps que transcorre fins que se n'hagi passat la meitat [la vida mitjana] sempre és el mateix'.

Tota la vida del material, en canvi, seria igual a la vida útil de l’últim àtom del grup en decadència. Com que la vida d'un àtom és aleatòria, inestimable i essencialment infinita, tota la vida també ho seria. Acaba sent una mesura poc útil. 'És una mica com una moneda asseguda a la pluja', diu Dee. 'I mai no tinc cops, mai'.