Состояние - нуклон
Cтраница 3
Одно из таких предположений позволило разработать теорию ядра, в которой нуклоны вращаются по особым устойчивым орбитам, причем оказалось, что состояние нуклона при параллельной ориентации собственного спина и орбитального момента отличается от состояния с антипараллельной ориентацией. [31]
Свойства входящих в лагранжиан матриц изотопического спина системы мезон - [ - нуклон кратко изложены в Приложении А. Так как наша теория является полуфеноменологической, мы вправе ограничиться только этими членами и вовсе не принимать во внимание высших приближений, влияние которых согласно основной идее теории учитывается введением в нее изобарного состояния нуклона. Сечения рассеяния вычисляются в разделе 4 с учетом затухания падающей волны и выражаются через фазы парциальных волн. Наконец, в разделе 5 производится сравнение теории с опытными данными по рассеянию, а также с данными по распаду мезоводородного атома. Точность имеющихся экспериментальных данных не позволяет отдать явное предпочтение одной из этих систем значений. [32]
Поэтому естественно исследовать те каналы jrd NN, в которых Д - резонанс дает вклад в промежуточных состояниях. Давайте изучим квантовые числа ДМ-пары, рождаемой в относительном s - состоянии, т.е. связь спин-изоспина ( 3 / 2 3 / 2) - состояния Д с ( 1 / 2 1 / 2) - состоянием нуклона. Возможные спин-изоспиновые состояния с / 1 или 2, / 1 или 2 имеют положительную четность. Ог ( т.е. амплитуда аг) может содержать Д - резонанс. [34]
Оператор Н превращает волновую функцию протона в волновую функцию нейтрона и наоборот. Это утверждение равносильно предположению о том, что волновая функция начального состояния нуклона, испытывающего р-превращение, зависит не только от пространственных и спиновых координат, но и от зарядовой координаты Г, ( § 22), которая может принимать только два значения, соответствующие нейтронному или протонному состоянию нуклона. [35]
В настоящее время полагают, что ядро имеет слоистое строение. Нуклонные уровни ядра заполняются в определенной последовательности. Состояние нуклонов ( протонов и нейтронов) в ядре описывается четырьмя квантовыми числами. Смысл этих квантовых чисел примерно такой же, какой характеризует состояние электронов в атоме. Таким образом, сочетание четырех квантовых чисел п, I, ml и ms полностью определяет состояние нуклона в ядре. Квантовое число / определяет орбитальный момент нуклона. [36]
S N - свободные лагранжианы пионного и ну-клонного полей, a З к-к, S NN и З па - лагранжианы arN -, NN - и лл-взаимодействий. При описании основного состояния системы с конденсато м в выражении (4.1) можно произвести усреднение по всем степеням свободы ну-клопного и мезонного поля, оставив лишь классическую часть ф, описывающую поле конденсата. SP, который получается из (4.1) усреднением по точным состояниям нуклонов в поле конденсата. При этом роль нуклонной среды сводится к изменению спектра пионов и их взаимодействия по сравнению с пустотными. [37]
При больших деформациях роль последних двух слагаемых становится малой. В пренебрежении этими слагаемыми движение нуклона в нильсеновском потенциале сводится к независимым гармоническим колебаниям по трем осям. Поэтому величины я1э я2, п3 здесь являются квантовыми числами, характеризующими состояние нуклона. [38]
При больших деформациях роль последних двух слагаемых становится малой. В пренебрежении этими слагаемыми движение нуклона в нильсеновском потенциале сводится к независимым гармоническим колебаниям по трем осям. Поэтому величины пъ п2, пэ здесь являются квантовыми числами, характеризующими состояние нуклона. [39]
Однако из-за спин-орбитальной связи ни Л, ни проекция спина нуклона на ось г ( 2 1 / а) не сохраняются, сохраняется проекция полного угл. Четыре приближенных квантовых числа N, пг -, Л, 2 полностью характеризуют состояние нуклона в ср. [40]
Протон и нейтрон имеют одинаковый спин и очень близкие ( хотя и не совпадающие) массы, равные 938 2 и 939 8 Мэв. Они имеют разные заряды, но это сказывается лишь при рассмотрении электромагнитных взаимодействий, которыми в этой теории пренебрегают. Согласно общим принципам квантовой механики в качестве пространства состояний нуклона мы получаем двумерное комплексное пространство L с эрмитовой метрикой: N и № соответствуют базису в L. Мы будем дальше рассматривать ее подгруппу SU ( 2), имеющую очень близкие свойства, и опустим физическую аргументацию, оправдывающую это ограничение. Представление ( тавтологическое) в L мы обозначали ( согласно классификации, приведенной в примере 9 § 17) через pi / a. Кроме того, формула Клебша - Гордана ( 10) § 17 дает нам возможность разложить представление р / ру на неприводимые. [41]
В настоящее время полагают, что ядро имеет слоистое строение. Нуклонные уровни ядра заполняются в определенной последовательности. Состояние нуклонов ( протонов и нейтронов) в ядре описывается четырьмя квантовыми числами. Смысл этих квантовых чисел примерно такой же, какой характеризует состояние электронов в атоме. Таким образом, сочетание четырех квантовых чисел п, I, ml и ms полностью определяет состояние нуклона в ядре. Квантовое число / определяет орбитальный момент нуклона. [42]
Остаточное взаимодействие приводит к возникновению парных корреляций между нуклонами. Поясним теперь сделанное в конце предыдущего пункта замечание, почему, несмотря на эти корреляции, приближение самосогласованного поля применимо к ядру даже при больших остаточных взаимодействиях. Допустим на минуту, что остаточное взаимодействие в ядре выключено. Тогда нуклоны строго расположатся по оболочечным состояниям, причем в силу принципа Паули в каждом заполненном состоянии сможет находиться лишь один нуклон. Теперь включим остаточное взаимодействие. Оно, конечно, будет стремиться изменить состояния нуклонов. [43]
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. [44]
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. [45]
Страницы: 1 2 3 4