Файл: l_09.pdf

Нобелевская

премия

по

физике

1975 

г

.

—

О

. 

Бор

, 

Б

.

Моттельсон

и

Дж

.

Рейнуотер

За

открытие

связи

между

коллективным

и

одночастичным

движением

в

атомном

ядре

и

создание

на

базе

этой

связи

теории

структуры

атомного

ядра

.

⋅

одн

вращ

одн вращ

H = H + H

+ H

Aage

Niels

Bohr

Ben

Roy

Mottelson

Leo

James

Rainwater

р

. 1922

р

. 1926

1917-1986

Обобщённая

Обобщённая

модель

модель

ядра

ядра

Мезоны

Мезоны

–

–

кванты

кванты

ядерного

ядерного

поля

поля

Теория

Теория

Юкавы

Юкавы

Теория

Юкавы

ядерных

сил

основана

на

симметрии

между

нейтроном

и

протоном

и

их

взаимных

превращений

в

ядре

. 

Квантовый

процесс

уничтожения

протона

и

рождения

нейтрона

приводил

к

рождению

квантов

поля

сильного

взаимодействия

—

мезонов

. 

Превращение

нейтрона

в протон

должно

сопровождаться

рождением

отрицательного

мезона

, 

превращение

протона

в

нейтрон

 — 

положительного

. 

Для

того

, 

чтобы

обеспечить

изоспиновую

симметрию

взаимодействия

нуклонов

и

мезонов

, 

в

ядре

должны

были

происходить

и

такие

переходы

, 

которые

оставляли

протоном

протоном

, 

а

нейтрон

 –

нейтроном

. 

Таким

образом

, 

теория

Юкавы

предсказывала

не

одну

частицы

, 

а

три

 — 

две

заряженные

частицы

и

одну

нейтральную

. 

Взаимодействие

между

π

-

мезоном

и

нуклоном

зависит

от

спина

частиц

. 

При

нулевом

спине

мезонов

обменное

взаимодействие

ведет

к

притяжению

нуклонов

.

Потенциал

Потенциал

Юкавы

Юкавы

Потенциал

, 

создаваемый

облаком

испускаемых

нуклоном

мезонов

, 

носит

название

потенциала

Юкавы

( )

N

r

a

e

V r

g

r

−

=

, 

где

а

=

тс

, 

а

N

g

−

ядерный

заряд

нуклона

. 

Именно

такой

радиальной

зависимостью

характеризуется

форма

межнуклонного

потенциала

на

участке

r 

>

0.8 

Фм

Радиальная

зависимость

юкавского

потенциала

переходит

в

радиальную

зависимость

кулоновского

потенциала

 (1/

r

) 

при

нулевой

массе

m 

переносчика

взаимодействия

.

100

50  

0  

50

−

100

−

1

2

3

Фм

r

,

притяжение

ие

отталкиван

МэВ

V

,

Радиальная

зависимость

нуклон

-

нуклонного

потенциала

Нуклон

Нуклон

-

-

нуклонное

нуклонное

взаимодействие

взаимодействие

–

–

обмен

обмен

мезонами

мезонами

Нуклон

-

нуклонные

взаимодействия

можно

описать

как

обмен

виртуальными

мезонами

. 

Мезоны

бесцветны

и

состоят

из

кварк

-

антикварковых

пар

. 

Бесцветность

мезонов

позволяет

избежать

проблемы

конфайнмента

, 

а

спектр

мезонных

масс

обеспечивает

реализацию

NN

-

взаимодействия

на

всей

физической

шкале

межнуклонных

расстояний

–

от

долей

ферми

до

нескольких

ферми

. 

Концепция

мезонного

обмена

хорошо

работает

на

расстояниях

r

≥

2 

Фм

, 

на

которых

можно

не

учитывать

внутреннюю

структуру

мезонов

и

рассматривать

их

как

точечные

частицы

.

n

p

p

n

π