Природа ядерных сил

Энергия связи нуклонов в ядре свидетельствует, что между нуклонами действуют силы взаимодействия, носящие характер притяжения. Силы притяжения преодолевают силы кулоновского отталкивания между протонами и удерживают нуклоны в ядре на расстоянии примерно 10^{-15 м. Эти силы называют ядерными силами. Ядерные силы представляют собой проявление сильного взаимодействия. Ядерные силы обладают следующими свойствами:}

а) ядерные силы являются короткодействующими; радиус их действия не превышает 1,5∙10^{-15 м;}

б) ядерные силы являются силами притяжения, на очень маленьких расстояниях между нуклонами ( 5∙10^{-16 м) силы притяжения сменяются силами отталкивания;}

в) ядерные силы не зависят от заряда нуклонов – зарядовая независимость ядерных сил;

г) ядерные силы обладают свойством насыщения: каждый нуклон взаимодействует с ограниченным числом ближайших к нему нуклонов;

д) ядерные силы имеют нецентральный характер;

е) ядерные силы зависят от ориентации спинов.

Ядерное взаимодействие носит обменный характер, взаимодействие между нуклонами в ядре осуществляется путем обмена виртуальными -мезонами. Каждый нуклон непрерывно испускает и поглощает виртуальные -мезоны. Например: ↔ или ↔ и т.д. Рождение виртуальных частиц допускается соотношением неопределенностей

(8.47.4)

согласно которому энергия системы может претерпевать отклонения на величину в течение времени определяемого соотношением (8.47.4) . В результате нуклоны окружены облаком виртуальных -мезонов, которые образуют поле ядерных сил. Поглощение виртуальных мезонов другим нуклоном приводит к сильному взаимодействию между нуклонами. Взаимодействие может происходить по следующим схемам:

(обмен - мезоном),

(обмен - мезоном),

(обмен - мезоном,

(обмен - мезоном) и др.

Обменный характер ядерных сил проиллюстрирован на рисунке с помощью диаграмм Фейнмана.