Перемена начинается внутри нейтрона
Нейтрон не неделимая точка: в нём находятся три кварка — два нижних и один верхний. При бета-распаде один нижний кварк превращается в верхний. Поэтому состав меняется с двух нижних и одного верхнего на один нижний и два верхних — так нейтрон становится протоном.
Эту перемену запускает слабое ядерное взаимодействие. Оно позволяет кваркам менять один вид на другой. В процессе рождаются электрон и антинейтрино — почти не взаимодействующая с веществом частица. Электрон вылетает из ядра, а антинейтрино уносит часть энергии и импульса.
Почему меняется элемент, но не число частиц в ядре
У нейтрона нет электрического заряда, у протона заряд положительный. Чтобы заряд сохранялся, вместе с появлением протона образуется отрицательно заряженный электрон. Он не был заранее одним из электронов, обращающихся вокруг атома: его создаёт сам распад.
Число протонов задаёт элемент. Поэтому после превращения ядро с одним лишним протоном относится уже к следующему элементу в периодической таблице. При этом число нуклонов — протонов и нейтронов вместе — остаётся прежним: один нейтрон заменился одним протоном. Меняется не размер ядра, а его состав и, следом, химическая «личность» атома.
Вылетевший электрон может покинуть атом или потерять энергию в окружающем веществе. Оставшаяся часть атома затем перестраивает электронную оболочку под новый заряд ядра. Так единичное превращение внутри ядра способно со временем изменить свойства всего вещества, содержащего такие нестабильные атомы.
