Murotov Hayotjonning atom yadrosi va elementar zarralar fizikasi fanidan kurs ishi

2.4. Tajribada olingan yadro kuchlarining xususiyatlari
Hozirgi vaqtda tajriba natijalariga ko’ra, yadro kuchlarining quyidagi xususiyatlari aniqlangan: Yadroviy o’zaro ta’sir kuchi eng kuchli ta’sir etuvchi kuchdir.Yadrodagi bir nuklonga to’g’ri keluvchi o’rtacha bog’lanish energiya qiymati 8 MeV. Taqqoslash uchun vodorod atomida elektronning bog’lanish energiyasi 13,6 eV. Yadroni hosil qilib turgan yadro kuchlari nuklonni 8 MeV energiya bilan,elektrostatik kuchlar esa atom elektronni 13,6 eV energiya bilan bog’lab turadi,ya’ni
8 MeV- m ;
13 eV- m .
Bundan = kelib chiqadi. Yadro kuchlari elektrostatik kuchlarga nisbatan yuz marotaba katta ekanligi kelib chiqadi.Yadroviy kuchlarga nisbatan boshqa kuchlarning qiyosiy kattaligi quyidagichadir;

Yadroviy kuchlar	-1
Elektromagnit kuchlar	-
Kuchsiz kuchlar	-
Gravitatsion kuchlar	- marta katta.

Yadroviy kuch qisqa radiusli o’zaro ta’sirdan iborat.Ta’sir radiusining tartibi sm.Bu xususiyati alfa-zarralarning sochilishidan va deytron xususiyatlaridan ko’rinadi.

Yadroviy o’zaro ta’sir kuchi o’zaro ta’sirlashuvchi nuklonlarning spin yo’nalishiga bog’liq.Bu xususiyat nuklonlarning para va ortovodorod molekulalaridan sochilishidan hamda nuklonlar sochilishida virtual va bog’langan holatlar mavjudligidan ko’rinadi. Yadroviy o’zaro ta’sir kuchi markaziy emas, tenzor xususiyatga ega.Bu xususiyati deytronning kvadrupol momentga ega ekanligidan ko’rinadi.
Yadroviy kuchlar almashinuv xarakteriga ega.Bu xususiyati n-p ta’sirlashuvda ko’rinadi.Nuklonlar ta’sirlashuvida o’zaro spin proyeksiyalarini,zaryadi hamda koordinatalari almashinadi. Yadroviy kuchlar zaryadga bog’liq emas.Bu xususiyati ko’zguli yadrolarning xususiyati hamda (p-p),(p-n),(n-n) sochilish natijalarining bir xil bo’lishligidan ko’rinadi.
Ta’sirlashuvchi nuklonlar orasidagi masofa sm ga yaqin bo’lganda yadroviy o’zaro ta’sir kuchi tortishish xarakteriga ega, undan kichik masofalarda u itarish kuchiga aylanadi.Yadro kuchlarining tortishish xususiyati yadroninning mavjudligidan ko’rinsa,itaruvchi xususiyati (p-p) lardan yuqori energiyalarda sochilishda namoyon bo’ladi. Yadroviy o’zaro ta’sir kuchi to’yinish xarakteriga ega. Bu xususiyati yadroning o’rtacha solishtirma bog’lanish energiyasi 8MeV o’zgarmas,yadro radiusiga bog’liq emas.Bu xususiyatga ega bo’lishi yadroviy kuchning almashinuv xarakteri va kichik masofalarda itarishish kuchi sababli deb tushuntriladi. Yadroviy o’zaro ta’sir kuchi ta’sirlashuvchi nuklonlarning tezligiga bog’liq.Bu xususiyati yaxshi o’rganilmagan.Buning uchun bir necha nuklonni katta tezlikda tezlashtirib ta’sirlashtirish lozim.
Yadro kuchlarining yuqorida bayon etilgan va boshqa xususiyatlarini tushuntirish uchun yadro kuchlar nazariyasi bo’lishi kerak.Lekin yadro kuchlari ta’sirlashuvchi murakkab xususiyatiga ega bo’lganligi sababli yagona nazariya yaratilgan emas.Bu muammoni hal qilishda ikki xil yondashish bor.
1. Tajribada natijalariga mos keluvchi ta’sirlashuv fenomenologik yadro potensiallarini tanlash.Bunda yadroviy kuchlar tabiati zarralar orasidagi ta’sirlashuv mexanizmini tushuntirishni oldiga maqsad qilib qo’ymaydi.Bu yo’l bilan ta’sirlashuvning past energiyalarda tajriba natijalarini yetarli darajada tushuntirish mumkin,lekin ta’sirlashuv energiyasi bir necha yuz MeV ga yetganda gamiltonian ko’rinishi murakkablashib ketadi.Ma’lumki ta’sirlashuv xususiyatini o’rganish mumkin.
2. Ikkinchi yo’nalish yadroviy kuchlarning mezon nazariyasi.Bu nazariya kvant elektrodinamika qonunlariga o’xshash.Bunda elektromagnit maydonni,zaryadli zarrani foton bilan birga deb qaraladi.Maydon fotonlardan iborat. Foton maydonning kvanti.Maydon energiyasi kvantlar energiyal yig’indisi teng.Elektromagnit nurlanish vaqtida foton paydo bo’ladi,yo’qoladi.Zaryadli zarralar orasidagi ta’sirlashuv foton almashinuvi bilan amalga ortadi,deb qaraladi.Xuddi shuningdek,1935-yil yapon olimlaridan Yukava nuklonlar orasidagi yadroviy ta’sirlashuvni,yadro kvantini (o’sha vaqtda topilmagan zarra) mezon zarra bo’lishi kerakligini aytdi va bu zarraning xususiyatlarini bayon qildi.Yukava tasavvuricha,noaniqlik prinsipiga ko’ra,Dt vaqt ichida nuklon atrofida E energiyali virtual mezon zarra tug’iladi:
(1)
Tug’ilgan mezon zarraning yashash vaqti,yadro ta’sirlashuv vaqti bo’lsa

Ifodadan ta’sirlashuv energiyasi
= (2)
Ta’sirlashuvni amalga oshirgan zarra massasi
m= (3)
Mezon zarra shu vaqt ichida masofaga bora oladi:
(4)
Mezon zarra shu vaqt ichida o’zi tug’ilgan nuklon yoki boshqa nuklon tomonidan yutiladi.Shu yo’l bilan ta’sirlashuvni amalga oshiradi.Agar yadro kuchlari ta’sir radiusini mezon masofasi a ga teng desak,yadro ta’sirlashuv vaqti va mezon zarra massasini toppish mumkin.(4) dan
=0,7* s (5)

Bundan
m= =200m,
(elektronning tinch holat energiyasi = ).
Demak,yadroviy ta’sirlashuvni amalga oshiruvchi mezon zarra massasi electron massasidan 200 marta katta bo’lishi kerak ekan.Yadroviy ta’sir maydoni kvanti bo’lmish mezon zarralarni 1947-1950-yillarda kosmik nurlar tarkibida va tezlatkichlar yordamida topdilar,bu mezonlar massalari ,izotopik spini T=1 ,spini S=0,toq-juftlikka ega ekan.Nuklonlar mezonlar bilan ta’sirlashuvini quyidagicha tassavvur qilish mumkin:
p+n +n
n+p
p+p
Bu nazariya tenglamalari matematik jihatdan juda murakkab.Bu nazariya natijalari miqdoriy xarakterga ega bo’lmay,balki sifat xarakterga ega.Yuqori energiyalarda yadroviy kuchni hosil qilishda pionlardan tashqari,boshqa og’ir zarralar,masalan k-mezonlar ham qatnashadi.

5.