Loi Geiger-Nuttall
La loi de Geiger-Nuttall est une loi semi-empirique qui exprime la durée de vie (demi-vie) de l’émetteur alpha en termes d’énergie de la particule alpha libérée. En d’autres termes, il déclare que les isotopes à courte durée de vie émettent des particules alpha plus énergétiques que celles à longue durée de vie. Cette règle a été formulée par Hans Geiger et John Mitchell Nuttall en 1911 avant le développement de la formulation théorique. La loi de Geiger-Nuttall peut être exprimée mathématiquement comme:
où a et b sont des constantes empiriques que l’on trouve à partir de tracés logarithmiques de données expérimentales. R α représente la plage linéaire de la particule alpha, c’est donc une mesure directe de l’énergie cinétique de la particule alpha. La largeur de la résonance (Γ) est généralement liée à la durée de vie moyenne (τ) du noyau excité par la relation: Γ = ℏ / τ
En 1928, George Gamow (et de manière indépendante par Ronald Gurney et Edward Condon ) avait résolu la théorie de la désintégration alpha via la tunnelisation quantique . En utilisant le mécanisme de tunneling, Gamow, Condon et Gurney ont calculé la pénétrabilité de la particule α tunneling à travers la barrière de Coulomb, trouvant les durées de vie de certains noyaux émetteurs α. Le principal succès de ce modèle a été la reproduction de la loi semi-empirique de Geiger-Nuttall qui exprime la durée de vie des émetteurs α en termes d’énergies des particules α libérées.
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