1. Атом ядросының құрамы, зарядтары, массасы

Ядроның изотоптық спині. Изотоптық спин және заряд. Изотоптық спиннің сақталуы

жүктеу/скачать 3,96 Mb. бет 14/56 Дата 16.12.2022 өлшемі 3,96 Mb. #162957 түрі Құрамы

13.Ядроның изотоптық спині. Изотоптық спин және заряд. Изотоптық спиннің сақталуы. нейтрон мен протонды бір бөлшек деп есептеп, ол бөлшектің протондық және нейтрондық күйлері бар деп қабылдауға болады. Сөйтіп, протон мен нейтронды, ортақ аты нуклон, бір бөлшектің екі күйі деп қарастырады. Егер жүйенің екі күйі болса, ол күйлерді айнытатын кванттық сан болуы керек. Ол кванттық санды изотоптық спин деп атайды. Изотоптық спинді қарастыру үшін қиял изотоптық кеңістік кіргізеді. Бұл кеңістікте бөлшектің импульсы немесе оның қозғалысының импульсы болуы мүмкін емес. Бұл кеңістік тек бөлшектің ішкі құбылыстарын ғана сипаттайды. Осы кеңістікте изотоптық спин айнала алады. Оның берілген бағытқа проекциясы бөлшектің зарядтық күйін анықтайды. Нуклонның протон мен нейтронға сәйкес келетін екі-ақ күйі бар. Олай болса изотоптық спиннің (оны бөлшек үшін -мен белгілейді) екі проекциясы бар. Демек, 2+12  1/2; Ал оның проекциялары протонға, ал нейтронға сәйкес келеді. Ядроның изотоптық спинінің проекциясы оның құраушыларының изотоптық спиндерінің проекцияларының қосындысына тең болады: (2.121). Ал оның изотоптық спині оның проекциясының сан мәнінен үлкен(немесе оған тең), бірақ А/2 үлкен емес болуы керек. (2.122) Берілген ядроның барлық күйлері үшін изотоптық спиннің проекциясы бірдей, ал изотоптық спин әр күй үшін әртүрлі болуы мүмкін. Изотоптық спиннің проекциясы бөлшектің зарядтық күйін анықтайды. Бөлшектің заряды мен оның изотоптық спиннің арасындағы тәуелділік сызықтық деп алайық (2.123) мұны протон мен нейтрон үшін жазып, а мен в-ны тапсақ. ае; ве/2 шығады. Сонда нуклонның заряды (2.124) шығады. Сонымен қатар ядро үшін . Ядро үшін А оның бариондық заряды. Сонда кезкелген барион үшін оның элементар зарядпен (е) өлшенген зарядын (2.125) түрінде алуға болар еді. Зерттеулер (2.125)-тің тек кәдімгі бариондар үшін ғана дұрыс екенін, ал барлық элементар бөлшектерге тән формула (2.126) болу керек екенін көрсетеді. Мұндағы Y-гиперзаряд. Оның анықтамасын элементар бөлшектер физикасына арналған бөлімде береміз. Изотоптық спиндері бірдей, ал оның проекциялары әртүрлі бөлшектерді изотоптық мультиплеттер деп атайды. Мысалы, протон мен нейтрон изотоптық дуплет. Изотоптық мультиплеттің мүшелерінің изотоптық спиннің проекциясынан (және ол анықтайтын электр зарядынан) басқа кванттық сандары бірдей болуы керек. Изомультиплетті оның орташа зарядымен де сипаттайды. Ол әрине (2.127) Ядроның изотоптық спині мен оның маңызын анығырақ түсіну үшін, электромагниттік және нәзік әсерлесу жоғалтылған (ажыратылған ) елес R әлемді алып, бұл әлемде массалық саны А ядроны қарастырайық. Бұл әлемде изотоптық спин Т сақталатын (жақсы) кванттық сан. Ядроның әрбір күйіне оның белгілі мәні тән болады. (2.122)-ден А жұп ядро үшін Т бүтін, ал А тақ ядро үшін Т жартылай бүтін болатыны көрінеді. Ядролық әсерлесу изотоптық спиннің проекциясына тәуелсіз сондықтан, бұл елес әлемде әрбір деңгей (2Т+1) – есе азғындалған. Зерттеулер изотоптық спиннің кіші мәніне деңгейдің энергиясының кіші мәні сәйкес келетінін көрсетті. Демек, ZA/2 ядроның негізгі күйі синглет болады. Ал оның Т1 күйіне, Тз1 екі ядроның негізгі күйлері сәйкес келуі керек. Изотоптық мультиплеттің көрші (А,Z+1), (A,Z) мүшелерінің сәйкес деңгейлерінің энергияларының айырмасы мұндағы Ек ядролардың кулондық тебілу энергияларының айырмасы. Электромагниттік әсерлесу жоқ елес әлем үшін . Изотоптық спиннің Т берілген мәніне сәйкес келетін әртүрлі изобарлық ядролардың деңгейлерін ұқсас (аналогтық) деңгейлер деп атайды. Ұқсас деңгейлер жеңіл ядролар үшін жақсырақ бақыланады. Бірақ, ондай күйлер ауыр ядролар үшін де бақыланады. жүктеу/скачать 3,96 Mb. Достарыңызбен бөлісу: