Cтраница 3
Для объяснения удивительных свойств странных частиц американский физик Гелл-Манн и японский физик Нисидзима в 1953 - 1954 гг. предложили провести дальнейшее обобщение принципа изотопической инвариантности ( зарядовой независимости ядерных сил), распространив его на / ( - мезоны и гипероны. Это обобщение вполне естественно: / ( - мезоны и гипероны сильно взаимодействуют с - нуклонами и я-мезонами, для которых зарядовая независимость справедлива. [31]
Для объяснения удивительных свойств странных частиц американский физик Гелл-Манн и японский физик Нишиджима в 1953 - 1954 гг. предложили провести дальнейшее обобщение принципа изотопической инвариантности ( зарядовой независимости ядерных сил), распространив его на / С-мезоны и гипероны. Это обобщение вполне естественно: / С-мезоны и гипероны сильно взаимодействуют с нуклонами и я-мезонами, для которых зарядовая независимость справедлива. [32]
Напомним, что экспериментально это положение было доказано первоначально для одного so - состояния, а для всех остальных состояний оно было высказано в форме гипотезы о зарядовой независимости ядерных сил, следствия которой неоднократно подтверждались на опыте. [33]
На данном этапе развития ядерной физики различие в массах покоя заряженных я и нейтрального я - мезонов, так же как и различие в массах покоя двух состояний нуклона в ядре - протонного и нейтронного, рассматривается в связи с представлением о зарядовой независимости ядерных сил и вытекающими отсюда следствиями. Как уже указывалось ( см. § 16.5), ядерные силы, действующие между нуклонами, не зависят от того, в каком состоянии, протонном или нейтронном, находится нуклон и имеет ли ядерная частица заряд. Различие между протоном и нейтроном в отношении заряда проявляется лишь вэлектромагнитных, а не ядерных взаимодействиях частиц. Требование зарядовой независимости ядерных сил приводит к определенным ограничениям взаимодействия я-мезонов с нуклонами. [34]
На данном этапе развития ядерной физики различие в массах покоя заряженных п и нейтрального я - мезонов, так же как и различие в массах покоя двух состояний нуклона в ядре - протонного и нейтронного, рассматривается в связи с представлением о зарядовой независимости ядерных сил и вытекающими отсюда следствиями. Как уже указывалось ( см. § 16.5), ядерные силы, действующие между нуклонами, не зависят от того, в каком состоянии, протонном или нейтронном, находится нуклон и имеет ли ядерная частица заряд. Различие между протоном и нейтроном в отношении заряда проявляется лишь в электромагнитных, а не ядерных взаимодействиях частиц. Требование зарядовой независимости ядерных сил приводит к определенным ограничениям взаимодействия я-мезонов с нуклонами. [35]
Различие в массах покоя заряженных я - и нейтрального я - мезонов, так же как и различие в массах покоя двух состояний нуклона в ядре - протонного и нейтронного, рассматривается на данном этапе развития ядерной физики п связи с представлением о зарядовой независимости ядерных сил и вытекающими отсюда следствиями. Как уже указывалось ( см. § 16.5), ядерные силы, действующие между нуклонами, не зависят от того, в каком состоянии, протонном или нейтронном, находится нуклон, не зависят от того, имеет ли ядерная частица заряд. Различие между протоном и нейтроном в отношении заряда проявляется лишь вэлектромагнитпых, а не ядерных взаимодействиях частиц. Требование зарядовой независимости ядерных сил приводит к определенным ограничениям взаимодействия я-мезонов с нуклонами. [36]
Ядерные силы обнаруживают зарядовую независимость: притяжение между двумя нуклонами одинаково независимо от зарядового состояния нук... Зарядовая независимость ядерных сил, равенство сил между протонами и между нейтронами подтверждаются сравнением энергий связи зеркальных ядер. Полагая эту величину равной с / ( 4лр /), можно найти, что среднее расстояние между протонами в ядре 1Не равно 1 9 - 10 м, что согласуется со значением радиуса действия ядерных сил. Ядерные силы обладают насыщенностью, которая проявляется в том, что нуклон в ядре взаимодействует лишь с ограниченным числом ближайших к нему соседних нуклонов. [37]
Остановимся кратко на понятии изотопического спина. Зарядовая независимость ядерных сил позволяет рассматривать протон и нейтрон как два различных зарядовых состояния одной частицы-нуклона. [38]
Это свойство наиболее просто описывается в рамках формализма изоспина. Гипотеза зарядовой независимости ядерных сил утверждает, что взаимодействие двух протонов, двух нейтронов и протона с нейтроном, находящихся в одинаковых пространственно-спиновых состояниях, является идентичным. Из обобщенного принципа Паули следует, что если два нуклона находятся в изотриплетном состоянии ( симметричном относительно переменных изоспина), то их координатная волновая функция антисимметрична. Для протона и нейтрона, находящихся в изосинглетном состоянии, спин-координатная часть волновой функции симметрична. Это означает, что взаимодействие двух нуклонов в состояниях 1, 1), 1 0) и 1 - 1) при прочих равных условиях будет одинаковым, в то время как взаимодействие в состоянии 0, 0) является, вообще говоря, существенно иным. [39]
Это свойство ядерного взаимодействия носит название изотопической инвариантности. Изотопическая инвариантность является прямым следствием зарядовой независимости ядерных сил. [40]
Это свойство ядерного взаимодействия называется изотопической инвариантностью. Изотопическая инвариантность является прямым следствием зарядовой независимости ядерных сил. [41]
Как показали расчеты, для зарядовой независимости ядерных сил необходимо, чтобы взаимодействие нуклонов сзаряженными я - мезона-ми было одинаковым независимо от знака заряда мезона. Если бы в ядре отсутствовали электромагнитные взаимодействия и единственным взаимодействием было бы я-мезонное, ядерное взаимодействие то зарядовая независимость ядерных сил привела бы к о д и н а к о в ы м значениям масс нуклонов ( протона и нейтрона) и одинаковым значениям масс всех я-мезонов. Различие в массах нуклонов и соответственно я-мезонов возникает за счет наличия помимо ядерного еще электромагнитного взаимодействия, обусловленного зарядом частиц. Энергия взаимодействующих заряженных частиц отлична от энергии нейтральных частиц. Вследствие этого и массы покоя заряженных и нейтральных частиц оказываются различными. Подобно тому, как учет влияния спина на энергию электронов в атоме приводит к расщеплению энергетических уровней электронов ( см. § 14.7), учет добавок электромагнитного взаимодействия к ядерному приводит к тому, что двойное состояние нуклона ( протонно-нейтронное) расщепляется на два различных состояния по массам покоя - массы частиц п и р оказываются различными. [42]
Как показали расчеты, для зарядовой независимости ядерных сил необходимо, чтобы взаимодействие нуклонов сзаряженными я - мезона-ми было одинаковым независимо от знака заряда мезона. Если бы в ядре отсутствовали электромагнитные взаимодействия и единственным взаимодействием было бы я-мезонное, ядерное взаимодействие то зарядовая независимость ядерных сил привела бы кодинаковым значениям масс нуклонов ( протона и нейтрона) и одинаковым значениям масс всех я-мезонов. Различие в массах нуклонов и соответственно л-мезонов возникает за счет наличия помимо ядерного еще электромагнитного взаимодействия, обусловленного зарядом частиц. Энергия взаимодействующих заряженных частиц отлична от энергии нейтральных частиц. Вследствие этого и массы покоя заряженных и нейтральных частиц оказываются различными. Подобно тому, как учет влияния спина на энергию электронов в атоме приводит к расщеплению энергетических уровней электронов ( см. § 14.7), учет добавок электромагнитного взаимодействия к ядерному приводит к тому, что двойное состояние нуклона ( протонно-нейтронное) расщепляется на два различных состояния по массам покоя - массы частиц J / г и 1р оказываются различными. [43]
Как показали расчеты, для зарядовой независимости ядерных сил необходимо, чтобы взаимодействие нуклонов с заряженными пионами было одинаковым независимо от знака заряда пиона. Если бы в ядре отсутствовали электромагнитные взаимодействия и единственным взаимодействием было п-мезонное, ядерное взаимодействие, то зарядовая независимость ядерных сил привела бы к оДи - наковым значениям масс нуклонов ( протона и нейтрона) и одинаковым значениям масс всех пионов. Различие в массах нуклонов и соответственно пионов возникает за счет наличия, помимо ядерного, еще электромагнитного, взаимодействия, обусловленного зарядом частиц. Энергии взаимодействующих заряженных частиц отличны от энергий нейтральных частиц. Вследствие этого и массы покоя заряженных и нейтральных § частиц оказываются различными. [44]
Как показали расчеты, для зарядовой независимости ядерных сил необходимо, чтобы взаимодействие нуклонов с заряженными я - - мезонами было одинаковым независимо от знака заряда мезона. Если бы п ядре отсутствовали электромагнитные взаимодействия и единственным взаимодействием было бы я-мезонное, ядерное взаимодействие, то зарядовая независимость ядерных сил привела бы к одинаковым значениям масс нуклонов ( протона и нейтрона) и одинаковым значениям масс всех я-мезонов. Различие в массах нуклонов и соответственно я-мезонов возникает за счет наличия, помимо ядерного, еще электромагнитного взаимодействия, обусловленного зарядом частиц. Энергии взаимодействующих заряженных частиц отличны от энергии нейтральных частиц. Вследствие этого и массы покоя заряженных и нейтральных частиц оказываются различными. Подобно тому, как учет влияния спина на энергию электронов в атоме приводит к расщеплению энергетических уровней электронов ( см. § 14.7), учет добавок электромагнитного взаимодействия к ядерному приводит к тому, что двойное состояние нуклона ( протонно-нейтронное) расщепляется на два различных состояния по массам покоя - массы частиц п1 и jp1 оказываются различными. [45]