Вопрос 19

1. Это силы притяжения (следует из существования ядер).

2. Это короткодействующие силы (из размеров ядер следует, что радиус нуклон-нуклонных сил 1 Фм).

3. Это силы большой величины (глубина ядерного потенциала  40 МэВ). Нуклон-нуклонные силы значительно превосходят силы другого типа (электромагнитные, слабые и гравитационные).

4. Они обладают св-вом насыщения (энергия связи ядра W проп. числу нукл в ядре A, а не A²).

5. Ядерные (NN) силы зависят от спина (дейтрон существует лишь в состоянии с параллельными спинами  и не существует в состоянии , нуклоны в состоянии  взаимодействуют иначе (притяжение сильнее), чем в состоянии ).

6. Они не обладают сферической симметрией, т.е. нецентральны (( )    , где  0.96, а  0.04).

7. Ядерные силы зарядовонезависимы (NN-рассеяние показало, что если вычесть влияние сил электромагнитной природы, то взаимодействие пар np, pp и nn одинаковы, т. е. собственно ядерное (сильное) взаимодействие не зависит от типа нуклона. Если убрать в формуле Вайцзеккера кулоновское слагаемое, то замена n  p и p  n не изменит энергию связи. W(A,Z)  a_vA  a_sA^2/3    A^3/4).

8. Э ти силы имеют спин-орбитальную добавку (ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов и орбитальных моментов нуклонов. Нуклон взаимодействует сильнее, если его спин и орбитальный момент направлены в одну сторону. Об этом говорят опыты по рассеянию поляризованных нуклонов (протонов) на бесспиновых ядрах-мишенях. Если смотреть по направлению A, , то картина взаимной ориентации спина и орбитального момента нуклона относительно ядра будет выглядеть как на рис. Налево ( и параллельны) и направо ( и антипараллельны) рассеивается различное число частиц, что доказывает наличие спин-орбитальных сил.)

9. Я дерные силы имеют обменный характер (Рассеяние высокоэнергичных нейтронов на покоящихся протонах. На рис. показана зависимость дифференциального сечения рассеяния нейтронов с энергией 400 МэВ на протонах от угла рассеяния θ в системе центра инерции. Сечение неизотропно. Оно минимально при θ  90^о и существенно увеличивается при θ → 0^о (рассеяние вперёд) и 180^о (рассеяние назад), причём сечение максимально для рассеяния назад (13 мб/ср).

Рассмотрим на качественном уровне кинематику такого np-рассеяния в системе центра инерции. До взаимодействия нейтрон и протон летят навстречу с одинаковыми скоростями (m_n  m_p). За исключением очень редких случаев лобового соударения (размер нуклона слишком мал, около 1 Фм) нейтрон и протон пролетают на некотором расстоянии друг от друга и рассеиваются с небольшим изменением направления движения (скользящий удар). Угол рассеяния каждого нуклона невелик (θ  90⁰). Ситуация до и после столкновения выглядит так, как показано на рис.

Появление большого числа назад летящих в системе центра инерции нейтронов (θ 90⁰) возможно лишь при обмене нуклонами зарядом, когда протон превращается в нейтрон, а нейтрон в протон.)