Ядерные силы. Ядерное взаимодействие свидетельствует о том, что в ядрах существуют особые ядерные силы, не сводящиеся ни к одному из типов сил

Ядерное взаимодействие свидетельствует о том, что в ядрах существуют особые ядерные силы, не сводящиеся ни к одному из типов сил, известных в классической физике (гравитационных и электромагнитных). Между составляющими ядро нуклонами действуют силы, значительно превышающие кулоновское отталкивание протонов в ядре. Ядерные силы удерживают нуклоны в ядре на расстоянии м несмотря на кулоновское отталкивание. Ядерное взаимодействие между нуклонами называется сильным взаимодействием.

Особенности ядерных сил:

1. ядерные силы являются силами притяжения
2. ядерные силы короткодействующие (на расстояниях м)
3. ядерные силы не зависят от заряда нуклонов
4. ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов нуклонов (протон и нейтрон образуют дейтрон только при антипараллельной ориентации спинов)
5. ядерные силы обладают свойством насыщения (каждый нуклон взаимодействует с ограниченным числом нуклонов)
6. ядерные силы имеют обменный характер (обмен -мезонами)
7. ядерные силы не центральные

В 1947 году были открыты -мезоны, которые и обуславливают ядерное взаимодействие. Существуют , и -мезоны. Заряды и равны элементарному заряду , а массы - , где - масса электрона. Масса -мезона равна . Все эти частицы нестабильны. Время жизни и равно с, а для - с.

Расчеты показывают, что за это время жизни -мезоны могут удаляться от нуклона на расстояние м, то есть на расстояние действия ядерных сил. Существуют -мезоны только в присутствие своего носителя протона (p) и нейтрона (n). p и n «дышат» -мезонами.

Если нуклоны сближаются, то облака мезонов перекрываются. Происходит перемешивание мезонов и их поглощение. -мезон связывается протоном, а - нейтроном:

Протон испускает -мезон, а нейтрон его поглощает. Протон превращается в нейтрон, а нейтрон – в протон. Они меняются в ядре местами. Протон и нейтрон – два состояния нуклона.