Ядролық физика

Ядролық потенциал

• Алдымен “Кулон потенциалы дегеніміз не?” соны білейік.

• Ядроның сызықтық өлшемі атомның сызықтық өлшемінен 100 000 есе кіші немесе ядроның өлшемін Ферми деген өлшеммен өлшейді. 1 Фм =10-15 метр, сонда атом өлшемін 1А0 =10-10 метр=10-8 см. өлшейді, ал атом массасы 99.99% ядрода жатыр,яғни атом тығыздығы . Ядроның көлемі

• Ядро атомға қаранғанда өте тығыз.

• Сонда ядроның ішіндегі нуклондарды кванттық жүйе деп қарастырамыз. Біздер білетін атомның ішіндегі электрондар кванттық шұңқырда болады және электрондар фермиондар болғандықтан олар Паули принципін қанағаттандырады. Сол сияқты ядроның ішіндегі нуклондар да кванттық шұңқырда тұр, өйткені олар да кванттық байланысқан күй.
• (1)
• (1) – ең қарапайым потенциал. бірнеше бөлшектен тұратын жүйенің келтірілген массасы, әсерлесу интенсивтілігі.

• Потенциалдық шұңқыр ішінде тұрған нуклондардың күйін Шредингер теңдеуімен анықтаймыз. Жүйе екі денеден тұрады деп қарастырып, оның кинетикалық энергиясын анықтаймыз. Ядроның есебін шығару үшін бір бөлшектік жуықтауды қолданамыз. Бір нуклонды бөліп алып, қалғанын бір бөлшек деп қарастырамыз. Осы екі дененің кинетикалық энергиясын жазамыз:
• (2)

• (2) – толық кинетикалық энергия болады. Осы кездегі әсерлесу потенциалы . Сонда жүйенің гамильтонианы төмендегідей болады:

(3)

(4)

Әдеттегідей орталық массалар жүйесіне көшеміз, ондағы келтірілген масса: , толық масса:

• (5)
• Шредингер теңдеуін төмендегідей жазамыз:
• (6)
• Мұндағы – ядроның феноменологиялық потенциалы деп аталады.

Юкава потенциалы

• Қазіргі кезде ядро нуклоннан тұрады дегенге күмәніміз жоқ.
• Егер біз екі нуклоннан тұратын кванттық жүйені қарастыратын болсақ, онда олардың біреуі квантын жұтады, екіншісі шығарады. Соның нәтижесінде байланысқан күй пайда болады. Мысалы сутегі атомы. Сол сияқты, біздің екі нуклоннан тұратын жүйеміз байланысқан күйде болуы үшін, бөлшектердің біреуі квантын жұтуы, екіншісі шығаруы керек. Бұл жерде ондай кванттың орнына мезон болады. квантпен алмасу кезіндегі потенциал Кулондық болса, мезонмен алмасу кезіндегі потенциал Юкава потенциалы деп аталады.

• Екеуі де бірдей квант алмасады, екіншісінде, яғни квантта масса жоқ.
• .
• Кулон потенциалы заряд шамасына тура пропорционал болса, ал Юкава потенциалы тура пропорционал (ядролық күш интенсивтілігі).