2.9. Дейтронның орташа квадраттық радиусы
Жоғарыда айтылып өткендей дейтронның радиусын анықтау қазіргі кездегі өзекті мәселелердің бірі болып табылады. Дейтронның радиусын нақты анықтау ядролық күштердің әсер ету қашықтығын нақты бағалауға мүмкіндік береді. Ең алдымен -өлшемді кеңістіктегі негізгі күйдегі дейтронның толқындық функциясын жазайық, ол:
(2.138)
өрнекпен
сипатталады.
нормалауды пайдаланып,
тұрақтыны табамыз. Ол:
(2.139)
мәнге ие болады.
Енді
орташа квадраттық радиустың мәнін таба
аламыз. Ол үшін
өрнегін:
(2.140)
қолданамыз. Демек, дейтронның орташа квадраттық радиусы:
(2.141)
өрнегімен сипатталатынын көруге болады. Жоғарыда анықталған параметрлердің мәнін пайдалана отырып, дейтронның орташа квадраттық радиусының мәнін табады. Бұл параметрлердің мәні, -өлшемді кеңістікте жазылған ШТ−нен ЭС және ТФ анықтағанда, табылады.
Бақылау сұрақтары:
Дейтронның орташа квадраттық радиусын анықтау?
Дейтронның ТФ өрнегін -өлшемді кеңістікте жаз?
N -нормалау тұрақтысы қалай анықталады?
Дейтронның орташа квадраттық радиусы қандай параметрге тәуелді?
Жоғарғы орбиталды қоздырылған күй үшін дейтронның орташа квадраттық радиусын тап?
Ядроның кварктық құрылымы
3.1. Экзотикалық ядролар
Ядро протондар мен нейтрондардан тұрады деп тұжырымдалған. Қазіргі кезде көптеген элементар бөлшектер бізге белгілі. Жоғарғы энергиялы протон, нейтрон, т.б. элементар бөлшектер ядромен әрекеттескенде көптеген элементар бөлшектер ұшып шығатыны тәжірибеден анықталған. Барлық элементар бөлшектерді: лептондар, адрондар, т.с.с. бірнеше топқа бөледі.
Тек әлсіз әсерлесуге түсетін элементар бөлшектерді лептондар деп атайды. Оның алты түрі бар: электрон, –мезон және τ–мезон, олардың нейтринолары. Бұлар SU(2) дублеттері
болады.
Бұлар спині s=1/2 тең фермиондар.
Нейтринолар жеңіл, электр заряды жоқ
элементар бөлшектер.
–мезон
және τ–мезон тұрақсыз тез ыдырап
кетеді. Мысалы
–мезон,
, ал τ–мезонның массасы 1734 МэВ
болғандықтан оның ыдырау каналы өте
көп.
Тек
күшті әрекеттесуге түсетін элементар
бөлшектерді адрондар деп атайды. Адрондар
өз ішінен мезондар және бариондар болып
бөлінеді. Бүтін спинді адрондарды
мезондар, ал жартылай спинді адрондарды
бариондар деп атайды. Ядроның құрылымындағы
протон мен нейтрон осы бариондар тобына
жатады. Нуклонның дублеті ,
-
гиперон синглет,
- гиперон триплет
және
каскад
- тің дублеті бар:
,
,
,
.
Бұл 8 бөлшек SU(3) тобында барионның октетін құрайды. Осы бөлшектердің қасиеттері бірдей, және әрекеттесу сипаттамалары өте ұқсас бөлшектер. Егер ядроның ішіндегі, мысалы жеңіл элементердің ядросындағы нуклондарды анығырақ айтсақ нейтронды гиперонмен алмастырсақ жаңа ядро пайда болады. Сонымен құрамында протонмен нейтроннан басқа барионның октетінің мүшелері бар ядроны экзотик ядро немесе гипер ядро деп атайды. Бұндай ядролар тұрақсыз болып келеді, тез басқа бөлшектерге өзіндігінен ыдырап кетеді.
Қазіргі кезде белгілі ядроның құрамында протон бар, немесе протон саны нейтроннан көп болады. Біз ядро ішіндегі протон мен нейтронның қасиеттері бірдей дедік. Бірақ табиғатта тек протоннан тұратын ядро бар, ал тек нейтроннан тұратын ядро жоқ. Нейтрон саны протоннан көп ядро тәжірибеден әлі анықталмаған. Көптеген халық аралық орталықтарда тек нейтроннан тұратын немесе нейтрон саны көп ядроны тәжірибеде іздестіруде. Мұндай ядроны «гала» немесе нейтроны артық ядро деп айтады. Осындай ядро экзотик ядроның бір түрі болады.
Біз
ядродағы нуклондардың арасындағы
әсерлесуді
–мезон
қанағаттандырады дедік. Экзотик ядродағы
бариондардың әсерлесуін басқа мезондар
қанағаттандырады.
–мезонмен
қасиеттері бірдей тоғыз мезон бар,
оларды SU(3) тобында псевдоскаляр мезонның
нонеті деп атайды:
–мезонның
триплеті,
–
мезонның дублеттері және синглеттер
;
;
η
; ή.
Осы бөлшектердің қасиеттері бірдей және әрекеттесу сипаттамалары өте ұқсас бөлшектер. Сондықтан экзотик ядродағы әсерлесуді қанағаттандыратын мүмкіндігі бар.
Бақылау сұрақтары:
Лептондар, бариондар деген не?
Барионның октеті неден тұрады?
Псевдоскаляр наноті деп нені айтады?
Гипер ядро деген не?
Гало ядролар қандай ядролар?