ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Рассеяние быстрых нейтронов протонами н обменный характер ядерных сил из "Некоторые вопросы теории ядра Изд.2 " Мы вернёмся теперь к рассмотрению вопроса о возможности существования состояний дейтрона с антипараллельными спинами нейтрона и протона. Этот вопрос сводится к определению знака величины а . В 2 [см. (2,10)] мы показали, что только положительный знак величины а отвечает связанному состоянию нейтрона и протона. [c.51] Изучая рассеяние медленных нейтронов свободными протонами, нельзя определить знак а, так как сечение рассеяния определяется квадратом а. [c.51] Оказывается, что можно определить знак а , изучая рассеяние нейтронов в молекулярном водороде, т. е. в пара-и рртоводороде. [c.51] Известно, что протоны, образующие молекулу ортоводорода, имеют параллельно направленные спины, в то время как спины протонов в молекуле параводорода антипарал-лельны. [c.51] Рассмотрим рассеяние медленных нейтронов в молекулярном водороде, предполагая, что длина волны нейтронов сравнима с расстоянием между протонами, образующими молекулу водорода. [c.51] В этом случае могут иметь место интерференционные явления, связанные с рассеянием нейтронов обоими протонами молекулы. [c.51] Предположим, что энергия нейтронов недостаточна для возбуждения ротационных уровней молекулы. Происходящее в этих условиях упругое (без изменения энергии) рассеяние нейтронов будет отличаться для пара- и ортоводорода, если взаимодействие нейтрона и протона зависит от относительной ориентации их спинов и будет одинаковым при не зависящих от спинов ядерных силах ). [c.51] Отсюда следует, что, изучая рассеяние очень медленных нейтронов в пара- и ортоводороде, можно получить важные сведения о величинах и oiq. [c.52] Переходя к определению сечений рассеяния медленных нейтронов в пара- и ортоводороде, покажем предварительно, что при рассмотрении различных процессов рассеяния нейтронов можно пользоваться своеобразной теорией возмущений, если только надлежащим образом выбрать потенциал возмущения Достаточно показать, что это утверждение справедливо в случае рассеяния нейтронов свободными протонами. [c.52] Мы хотим показать, что формулой подобного вида можно пользоваться также при рассмотрении рассеяния медленных нейтронов свободными протонами, если ввести надлежащим образом выбранную функцию U (г играющую роль фиктивной потенциальной энергии взаимодействия между частицами. [c.52] Так как [ а яь 10- сж, то условие (6.5 ) выполняется, если энергия нейтрона меньше нескольких MeV, Вплоть ло таких энергий можно, следовательно, пользоваться теорией возмущений. [c.54] Написанное выражение означает, что координаты нейтрота и протона должны совпадать для того, чтобы эти частицы взаимодействовали иными словами, радиус действия ядерных сил считается при этом равным нулю (это законно для медленных нейтронов, длина волны которых велика по сравнению с радиусом действия ядерных сил). [c.54] Амплитуда рассеяния а различна для триплетного и син-глетного состояний. Мы будем обозначать её в этих состояниях соответственно через и Uq. Легко написать фиктивную энергию взаимодействия в таком виде, чтобы она давала автоматически правильные результаты как для триплетного, так и для синглетного состояний. [c.55] что симметричная часть оператора U ответственна за такие переходы, при которых спиновая симметрия молекулы не изменяется, иными словами, эта часть оператора обусловливает переходы ортоводорода в ортоводород и параводорода в папаводород. [c.56] Антисимметричная часть вызывает переходы ортоводорода в параводород и обратно. [c.56] Будем в дальнейшем пользоваться системой координат, в которой покоятся центр инерции нейтрона и молекулы водорода. Рассмотрим столкновение нейтрона, импульс которого равен pQ, с молекулой водорода, обладающей импульсом — ро и характеризующейся квантовыми числами г (вибрационное число), J (ротационное число) и 5 (результирующий спин). [c.56] Определим вероятность того, что нейтрон в результате столкновения приобретёт импульс р, а молекула перейдёт в состояние, характеризующееся квантовыми числами — р, г , J, S. [c.56] Нас не интересуют какие-либо определённые значения квантовых чисел т, m j, т д, характеризующие конечное состояние. Поэтому мы просуммируем (6.12) по всем допустимым значениям чисел т, m j, т и усредним результат по значениям чисел т, irij, т , относящимся к начальному состоянию. [c.58] Рассмотрим теперь переходы, при которых общий спин молекул изменяется, т, е. орто-пара- и пара-ортопереходы. Эти переходы вызываются антисимметричной частью энергии возмущения (6,10). [c.60] Заметим, что орто-пара- и пара-ортопереходы связаны с изменением чётности ротационного числа J. [c.61] Вернуться к основной статье