Очевидные свойства ядерных (нуклон-нуклонных) сил
жүктеу/скачать 1,31 Mb.
|
Лекция 05
| 7. Изоспин частиц и ядер
Как отмечалось в пункте 3 этой лекции, зарядовая независимость ядерных сил, трактуемая как симметрия собственно ядерного взаимодействия пары нуклонов к изменению типа нуклонов, позволяет ввести новое квантовое число изобарический спин или изоспин, присущее только сильному взаимодействию. История появления этого квантового числа восходит к 1932 г., когда Гейзенберг стал рассматривать нейтрон и протон как два состояния одной частицы, названной нуклоном. По идее Гейзенберга сравнительно небольшое отличие в массах протона и нейтрона имеет электромагнитную природу. Если “выключить” электромагнитное взаимодействие, то массы протона и нейтрона должны совпадать. Нейтрон и протон - это два зарядовых состояния нуклона. Для описания этих двух зарядовых состояний вводят трехмерное эвклидово зарядовое (или изоспиновое) пространство, никак не связанное с обычным пространством, и приписывают нуклону в этом пространстве вектор  с тем, чтобы две возможные проекции вектора изоспина (1/2) на одну из осей зарядового пространства отвечали двум зарядовым состояниям нуклона (длина этого вектора  ). Выбор знака проекции для протона и нейтрона произволен. Для того, чтобы не путать изоспиновое пространство с обычным, будем его оси обозначать не x, y, z, а 1, 2, 3. Определенное значение может иметь проекция изоспина лишь на одну из осей. Пусть этой осью будет ось 3. В ядерной физике обычно полагают (i3)n=+1/2, (i3)p=-1/2. В физике элементарных частиц - наоборот. Мы будем следовать этой традиции.
С формальной точки зрения все обстоит также, как и с обычным спином. Два состояния частицы с обычным спином 1/2, различающиеся проекцией на ось z (+1/2 или -1/2), рассматривают не как две разные частицы, а как два состояния одной частицы. Аналогично протон и нейтрон - не две разные частицы, а два зарядовых состояния одной частицы - нуклона (с изоспином, направленным либо вверх вдоль оси 3 (нейтрон), либо вниз (протон)). Формализм изоспина идентичен формализму обычного спина. Удобно обозначать состояния с i и i3 как |i,i3>, тогда нейтронное и протонное состояния нуклона можно записать как |n> =|1/2, 1/2>, (5.6) |p> =|1/2, -1/2>, причем
 |p> = i(i+1) |p> =  |p>,
|n> = i(i+1) |n> = |n>,
жүктеу/скачать 1,31 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|