Зміст
Введення .. 3
Ізотопічного спін ​​.. 4
Обмінні сили ... 10
Насичення ядерних сил .. 18
Мезони і ядерні сили ... 20
Класифікація елементарних частинок .. 23
Література .. 28
Введення
Ядерні сили є короткодіючими. Це висновок грунтується на дослідах з розсіювання заряджених і незаряджених частинок ядрами. p> Прийнятні значення розмірів дзеркальних ядер, отримані в припущенні, що різниця їх енергій зв'язку обумовлена ​​тільки електростатичним взаємодією, свідчать, мабуть, про те, що гіпотеза зарядовим незалежності ядерних сил не знаходиться в протиріччі з експериментальними фактами.
Ми вже звертали увагу на те, що досить важливим властивістю ядерних сил є властивість насичення, що виявляється в сталості щільності ядерної речовини майже у всіх ядрах і в лінійному зростанні енергії зв'язку із збільшенням масового числа.
Існування дейтрона - стійкої системи протона і незарядженого нейтрона - свідчить про наявність діючих між ними сил неелектричного характеру. Ці сили не можуть бути силами чисто магнітного взаємодії (хоча воно і не виключається), оскільки таке взаємодія не може зумовити середню енергію зв'язку нуклона, складову близько 7,5 МеВ.
Досліди з розсіювання нейтронів протонами вказують на залежність ядерних сил від спінів нуклонів. Існування електричного квадрупольного моменту дейтрона і неаддітівность магнітних моментів протона і нейтрона в дейтроні вказують на тензорний характер ядерних сил. Крім того, взаємодія між нуклонами може залежати і від швидкостей нуклонів.
Всі перераховані факти повинні бути враховані при вивченні природи ядерних сил і повинні бути пояснені теорією. br/>
Ізотопічного спін ​​
Відомо, що протон і нейтрон є двома різними зарядовими станами нуклона. Зарядове стан, описується за допомогою зарядовим координати t , приймаючої два значення: +1/2 для протонного і -1/2 для нейтронного стану, подібно до того як спінова мінлива s може приймати два значення, що відповідають двом можливим значенням проекції вектора спина на заданий напрямок. Ця аналогія між спінової і зарядовим координатами дозволяє використовувати математичний апарат теорії спина.
Вводиться або оператор зарядовим координати t з компонентами є такими ж матрицями, як і компоненти оператора спина s x , s y і s z , або оператор ізотопічного спина, який пов'язаний з t співвідношенням:
подібно до того як оператор Паулі пов'язаний з оператором спина S.
Оператор ізотопічного спина має, як і оператор Паулі - три компоненти - матриці, які нічим не відрізняються від матриць Паулі:
В«ПростірВ» - простір ізотопічного спина, - однак не слід змішувати зі звичайним координатним простором, з яким може бути пов'язано напрямок звичайного спина.
Операторам можна дати фізичну інтерпретацію; для цього введемо два нових оператора, пов'язаних з, наступним чином:
В У матричній формі ці оператори мають наступний вигляд:
В
Кожен нуклон описується двокомпонентної функцією, яку можна представити у вигляді матриці-стовпця. Протонне і нейтронне стану нуклона описуються відповідно функціями
В
Дія операторів на функції описується наступними співвідношеннями:
В
Таким чином, оператор В«знищуєВ» протонне стан і В«перетворюєВ» нейтрон в протон, а оператор _ В«ЗнищуєВ» нейтронний стан і В«перетворюєВ» протон в нейтрон. p> Оператор діє на наступним чином:
В
Отже, очевидно, що співвідношення, що зустрічаються в теорії ізотопічного спина, нічим не відрізняються від аналогічних співвідношень нерелятивістської теорії звичайного спина. Вектор як і вектор звичайного спина s , має тільки два значення проекції на вісь ВЈ. Проекції +1/2 відповідає протонне, а проекції -1/2 - нейтронне стан нуклона. Переходу від протонного до нейтронного станом і навпаки відповідає обертання на 180 В° в просторі ізотопічного спина щодо осі, що у площині
Ядро, що складається з А нуклонів ( A = Z + N ), характеризується оператором ізотопічного спина
В
є вектором у ізотопічному просторі. Абсолютна величина Т цього вектора згідно закону складання квантових векторів може приймати значення 0,. . . , А/2. -компонента ізотопічного спина ядра дорівнює
В
так як сума всіх протонів дорівнює Z/2, а сума нейтронів-N/2.
Абсолютна величина Т вектора ізотопічного спина не може бути менше абсолютної величини проекції його на вісь ВЈ, т. е., і тому повинно виконуватися нерівність:
В
Це означає, що ядро ​​може мати рівний нулю ізотоп...
