Yadroning tarkibiy qismi

Yadro kuchlarining zaryadga bog’liq emasligi. Yadro kuchlarining xususiyatlari

Hozirgi vaqtda tajriba natijalariga ko‘ra yadro kuchlarining quyidagi xususiyatlari aniqlangan:

1. 
   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 turibdi, ya’ni
   

8 MeV – 10^-3mc².
13 eV – 10^-5mc². Bundan kelib chiqadi.
Yadro kuchlari elektrostatik kuchlarga nisbatan yuz marotaba katta ekanligi kelib chiqadi.
Yadroviy kuchlar 1
Elektromagnit kuchlar – 10^-2
Kuchsiz kuchlar – 10^-14
Gravitasion kuchlar – 10^-36 marta katta.
2). Yadroviy kuch qisqa radiusli o‘zaro ta’sirdan iborat. Ta’sir radiusining tartibi ~10^-13 sm. Bu xususiyati alfa-zarralarning sochilishidan va deytron xususiyatlaridan ko‘rinadi.
3). Yadroviy o‘zaro ta’sir kuchi o‘zaro ta’sirlashuvchi nuklonlarning spin yo‘nalishiga bog‘liq. Bu xususiyati nuklonlarning para va ortovodorod molekulalaridan sochilishdan hamda nuklonlar sochilishida virtual va bog‘langan holatlar mavjudligidan ko‘rinadi.
4). Yadroviy o‘zaro ta’sir kuchi markaziy emas, tenzor xususiyatga ega. Bu xususiyati deytronning kvadrupol momentga ega ekanligidan ko‘rinadi.
5). Yadroviy kuchlar almashinuv xarakteriga ega. Bu xususiyati n-p ta’sirlashuvda ko‘rinadi. Nuklonlar ta’sirlashuvida o‘zaro spin proyeksiyalarini, zaryadi hamda koordinatalarini almashinadilar.
6). Yadroviy kuchlar zaryadga bog‘lik emas. Bu xususiyati ko‘zguli yadrolarning xususiyati hamda (p-p), (p-n), (n-n) sochilish natijalarining bir xil bo‘lishligidan ko‘rinadi.
7). Ta’sirlashuvchi nuklonlar orasidagi masofa 10^-13 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 yadroning mavjudligidan ko‘rinsa, itaruvchi xususiyati (r-r) lardan yuqori energiyalarda sochilishda namoyon bo‘ladi.
8). Yadroviy o‘zaro ta’sir kuchi to‘yinish xarakteriga ega. Bu xususiyati yadroning o‘rtacha solishtirma bog‘lanish energiyasi 8 MeV o‘zgarmas yadro radiusiga bog‘liq emas. Bu xususiyatga ega bo‘lishligi yadroviy kuchning almashinuv xarakteri va kichik masofalarda itarishish kuchi sababli deb tushuntiriladi.
9). Yadroviy o‘zaro ta’sir kuchi ta’sirlashuvchi nuklonlarning tezligiga bog‘liq. Bu xususiyati yaxshi o‘rganilmagan. Buning uchun bir necha nuklonlarni 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 xususiyatga ega bo‘lganligi sababli yagona nazariya yaratilgan emas.

Bu muammoni hal qilishda ikki xil yondoshish bor.

1). Tajriba 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, lyekin ta’sirlashuv energiyasi bir necha yuz MeV ga yetganda gamiltonian ko‘rinishi murakkablashib ketadi. Ma’lumki ta’sirlashuv energiyasi oshsa yadro kuchlarning qisqa masofalarda 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 maydoning kvanti. Maydon energiyasi kvantlar energiyalari yig‘indisiga teng. Elektromagnit nurlanish vaqtida foton paydo bo‘ladi, yo‘qoladi. Zaryadli zarralar orasidagi ta’sirlashuv foton almashinuv bilan amalga oshadi.
1935 yili 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 t-vaqt ichida nuklon atrofida E – energiyali virtual mezon zarra tug‘iladi:
(5.2)

(5.3)

Bu zarra massasi.
(5.4)