Ядерные силы

Ядерные силы
Ядерные силы являются короткодействующими силами. Они проявляются лишь на весьма малых расстояниях между нуклонами в ядре порядка 10–15 м. Длина (1,5 – 2,2)·10–15 м называется радиусом действия ядерных сил.

 Ядерные силы обнаруживают зарядовую независимость: притяжение между двумя нуклонами одинаково независимо от зарядового состояния нуклонов – протонного или нейтронного. Зарядовая независимость ядерных сил видна из сравнения энергий связи зеркальных ядер. Так называются ядра, в которых одинаково общее число нуклонов, но число протонов в одном равно числу нейтронов другом. Например, ядра гелия   и тяжелого водорода – трития   . Энергии связи этих ядер составляют 7,72 МэВ и 8,49 МэВ.
Разность энергий связи ядер, равная 0,77 МэВ, соответствует энергии кулоновского отталкивания двух протонов в ядре   . Полагая эту величину равной   , можно найти, что среднее расстояние r между протонами в ядре   равно 1,9·10–15 м, что согласуется с величиной радиуса ядерных сил.
Ядерные силы обладают свойством насыщения, которое проявляется в том, что нуклон в ядре взаимодействует лишь с ограниченным числом ближайших к нему соседних нуклонов. Именно поэтому наблюдается линейная зависимость энергий связи ядер от их массовых чисел A. Практически полное насыщение ядерных сил достигается у α-частицы, которая является очень устойчивым образованием.
Ядерные силы зависят от ориентации спинов взаимодействующих нуклонов. Это подтверждается различным характером рассеяния нейтронов молекулами орто- и параводорода. В молекуле ортоводорода спины обоих протонов параллельны друг другу, а в молекуле параводорода они антипараллельны. Опыты показали, что рассеяние нейтронов на параводороде в 30 раз превышает рассеяние на ортоводороде. Ядерные силы не являются центральными.
 Итак, перечислим общие свойства ядерных сил:

       ·     малый радиус действия ядерных сил (R ~ 1 Фм);

       ·     большая величина ядерного потенциала U ~ 50 МэВ;

       ·     зависимость ядерных сил от спинов взаимодействующих частиц;

       ·     тензорный характер взаимодействия нуклонов;

       ·     ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинового и орбитального моментов нуклона (спин-орбитальные силы);

       ·     ядерное взаимодействие обладает свойством насыщения;

       ·     зарядовая независимость ядерных сил;

       ·     обменный характер ядерного взаимодействия;

       ·     притяжение между нуклонами на больших расстояниях (r > 1 Фм), сменяется отталкиванием на малых (r < 0,5 Фм).

       взаимодействие между нуклонами возникает в результате испускания и поглощения квантов ядерного поля – π-мезонов. Они определяют ядерное поле по аналогии с электромагнитным полем, которое возникает как следствие обмена фотонами. Взаимодействие между нуклонами, возникающее в результате обмена квантами массы m, приводит к появлению потенциала Uя(r):

1. Ядерные силы [Электронный ресурс] //  URL: goo.gl/mPm1qS (Дата обращения: 11.04.2017).