Экспериментальная ядерная физика - Мухин К.Н.
ISBN 5-283-04076-3
Скачать (прямая ссылка):
Сравнивая атеор с аЭКСП при разных энергиях, можно найти а (Тр). Очевидно, например, из сравнения формулы с рис. 322, что а>0, так как выражение в квадратных скобках положительно и, следовательно, интерференционный член имеет знак минус, т. е. уменьшает сечение с ростом энергии выше 0,1 МэВ. Последующее возрастание аэксп при Г>0,45 МэВ объясняется возрастающей ролью последнего члена.
Более строгий квантовомеханический анализ опытов по [р— />)-рассеянию позволяет получить значения эффективного радиуса гр| и длины рассеяния а&р:
,•$=2,8-10"13 см, а8?=-17-НГ13см, (84.24)
которые сравнительно близки к соответствующим величинам
для синглетного (и—р)-рассеяния*. Таким образом, ядерное
(без кулоновского) взаимодействие двух протонов (при невысо-
* Знак agf определяется из наблюдения интерф<гренции между ядерным и кулоновским взаимодействиями.
§ 84. Нуклон-нуклонные взаимодействия при Т<20 МэВ 51
ких энергиях) практически тождественно ядерному взаимодействию нейтрона с протоном в синглетном состоянии. Соответствующие потенциальные ямы имеют одинаковые параметры. Из этого следует, что между двумя протонами существует ядерное притяжение, интенсивность которого, однако, недостаточна для образования связанного состояния.
Любопытный результат получается при рассмотрении в ка-
е
честве УЯЛ потенциала Юкавы УЯД=У0——. В этом случае
f j CI
получается а =1,17 фм и к"0=46 МэВ. Сравнивая Уяд с выражением, вытекающим из мезонной теории, V""=g2c~rl"/r, получаем g2 = V0a = 54 МэВ-фм, откуда /=#2/(йс)=0,28, что в 40 раз больше постоянной тонкой структуры а = е2/(Йс) = = 1/137. Вместе с тем /2 = 0,08<§:1, что позволяет в некоторых случаях получать количественные результаты методами теории возмущений.
6. (л-л)-РАССЕЯНИЕ
Из-за отсутствия нейтронной мишени (я —я)-взаимодействие можно исследовать только косвенными методами, например измеряя форму спектра протонов в реакции
n + d^p+n+n. (84.25)
При отсутствии взаимодействия между нейтронами реакция (84.25) идет как трехчастичный процесс, и спектр протонов должен быть сплошным. Если нейтроны, возникающие в этой реакции, образуют связанное состояние, то спектр протонов должен содержать моноэнергетическую линию справа от границы сплошного спектра. Если же это состояние виртуальное, то максимум должен появиться на фоне сплошного спектра у его границы. В этом случае по ширине максимума можно судить о длине рассеяния. Из опытов по изучению реакции (84.25) и некоторых других процессов, сопровождающихся образованием двух нейтронов, для длины рассеяния были получены значения в пределах
а%\ = -(16-24) фм.
Средневзвешенное значение а0" = (—17,6+1,5) фм, г** = (3,2+1,6) фм.
Таким образом, параметры (л — «)-рассеяния близки к параметрам ядерного (р—/>)-рассеяния. Между двумя нейтронами, так же как и между двумя протонами, существует ядерное притяжение, но они не образуют связанного состояния.
52 Глава XIV. Нуклон-нуклонные взаимодействия при низких энергиях
7. ПРИНЦИП ИЗОТОПИЧЕСКОЙ ИНВАРИАНТНОСТИ ЯДЕРНЫХ СИЛ
Близость характера ядерных взаимодействий между двумя протонами, между двумя нейтронами и между нейтроном и протоном (в синглетном состоянии) свидетельствует р глубоком сходстве протона с нейтроном, которые в некотором смысле могут даже считаться тождественными частицами. Остановимся на этом вопросе подробнее.
Протон и нейтрон по многим свойствам сходны друг с другом. Действительно, массы протона и нейтрона приблизительно равны. Различие их не превышает 2,5те (1,3 МэВ), т. е. меньше 0,15%. Спины их одинаковы. Оба нуклона являются главными составными частями любого атомного ядра, причем в процессе В-распада они могут переходить друг в друга, оставаясь в составе атомного ядра.
Сходство нуклонов этим не ограничивается. Сравнение свойств легких ядер-изобар, проведенное в § 8, показало, что они группируются в зарядовые мультиплеты с близкими характеристиками. В особенности четкая картина получается для легких зеркальных ядер, которые зачастую имеют по нескольку идентичных уровней.
Мы видели, что наиболее естественным образом существование зарядовых мультиплетов среди ядер-изобар можно объяснить при помощи гипотезы о зарядовой независимости ядерных сил, т. е. тождественности элементарных взаимодействий между двумя любыми нуклонами:
Т I
{Р-Р)ял = {п-П) = (п-Р).
Экспериментальная проверка этой гипотезы очень важна, так как в случае ее справедливости зарядовая независимость ядерных сил должна обнаруживаться в самых разнообразных явлениях, имеющих отношение к сильным ядерным взаимодействиям. Как уже отмечали в § 8, сам факт существования зарядовых мультиплетов среди ядер-изобар такой проверкой считать нельзя, потому что они могли возникнуть по каким-либо другим причинам.
В связи с этим особую ценность имеют результаты опытов по изучению элементарных процессов рассеяния нуклона на нуклоне, так как именно в этйх^ опытах зарядовая независимость ядерных сил (если она существует) должна проявляться непосредственно, т. е. в форме равенства этих сил, соответствующих им потенциалов и других параметров рассеяния (например, длин рассеяния и эффективного радиуса) для любой
