ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Краткое заключение к гл из "Введение в ядерную физику " Рассмотрим зависимость сечения (п — р)-рассеяния от угла, на который происходит рассеяние. Из рис. 223 видно, что ход сечения с углом в какой-то мере согласуется с результатами расчета, сделанного по теории возмущения . Сечение действительно резко анизотропно в пользу малых углов, однако убывание сечения идет до угла 6 90°, затем сечение снова возрастает и при 6 180° может даже превосходить значение, соответствующее 0 = 0°. Впервые этот результат был получен в 1948 г. Сегре при изучении рассеяния нейтронов с энергией 40 и 90 Мэе. В дальнейших опытах с нейтронами больших энергий вплоть до Т = 600 Мэе, достигнутой на советском синхроциклотроне, этот результат был подтвержден. [c.528] Для объяснения этого явления рассмотрим процесс соударения нейтрона и протона при помощи кинематической схемы. [c.528] Изобразим последовательные стадии соударения в двух системах координат — лабораторной (л. с. к.) и центра инерции (с. ц. и.). На рис. 228, а последовательно изображены состояния до столкновения в л. с. к. и с. ц. и. и состояния после столкновения в с. ц. и. и л. с. к. [c.528] Таким образом, с точки зрения этого механизма в с. ц. и. (и тем более в л. с. к.) должно наблюдаться резко направленное вперед рассеяние нейтронов и совсем не должно быть нейтронов, рассеянных в с. ц. и. назад (0 90°). [c.528] Очевидно, что явление перезарядки может идти также, если бомбардирующей частицей является протон. Тогда в процессе перезарядки образуются летящие вперед нейтроны. Как было сказано выше, это явление часто используется для получения пучков быстрых нейтронов. [c.529] Правильность такого соображения будет подтверждена в п. 4 этого параграфа. [c.530] Введение обменных ядерных сил позволяет объяснить одно из характерных свойств ядерного взаимодействия — существование явления насыщения . Известно, что в ряду ядер jH , ]Н , аНе и зНе энергия связи, рассчитанная на один нуклон, быстро растет, достигая для последнего ядра 7 Мэе. Однако для остальных ядер периодической системы средняя энергия связи на один нуклон остается примерно постоянной и равной 6—8 Мэе. Это означает, что в ядре нет взаимодействия между всеми парами нуклонов. Каждый нуклон ядра может взаимодействовать только с ограниченным числом других нуклонов, подобно тому как атом в молекуле может взаимодействовать лишь с ограниченным количеством других атомов (валентность и насыщение химических сил связи). [c.530] Квантовая механика доказывает, что существование обменных сил всегда 1зедет к явлению насыщения. Это связано с тем, что явление обмена предполагает наличие процесса, происходящего не между всеми, а только между двумя партнерами. Именно введением обменных сил объясняется насыщение химического взаимодействия (так называемые ковалентные, гомеополярные силы типа сил, связывающих два атома водорода в его молекуле). [c.530] Рассмотрим теперь зависимость сечения (р — р)-рассеяния от угла 0. Из рис. 224 видно, что экспериментальное сечение (Р — р)-рассеяния изотропно вплоть до энергии падающих протонов Тр = 4 30 Мэе (анизотропия, наблюдающаяся в области малых углов с характерным заходом кривой дифференциального сечения в область ниже плато при 0 10-н20°, объясняется интерференцией с кулоновским взаимодействием). [c.531] Таким образом, ааксп = Омакс ( о) -f стмакс ( Ро) Этот результат говорит о том, что вплоть до больших энергий Т 400 Мэе существует эффект подавления всех фаз, кроме sq и которые, наоборот, представлены в максимально возможной степени . [c.531] Участие во взаимодействии только одного р-состояния ( Ро) из трех возможных ро, Р и рг) указывает на большую связь спина с орбитой, т. е. на существенную зависимость ядерных сил от скорости частиц (при высоких энергиях взаимодействия), а также подтверждает сделанный ранее вывод об их нецентральном характере (так как спин-орбитальное взаимодействие есть функция взаимного расположения спина частицы и направления ее движения). [c.531] Как уже отмечалось, сферически симметричный характер угловой зависимости сечения (р — р)-рассеяния при энергиях до 400 Мэе абсолютно не согласуется с тем, что ожидалось по теории возмущения. Это позволяет сделать важный вывод о существовании очень интенсивного ядерного взаимодействия на совсем малых расстояниях между частицами (так как условием применимости теории возмущения является V Т). [c.532] Относительно большое (по сравнению с величиной Ь) расстояние между нуклонами в ядре ( i2-10 см) указывает на существование сил, препятствующих сближению частиц до размеров плотно упакованной системы, т. е. позволяет высказать предположение о том, что ядерные силы на очень малых расстояниях между нуклонами являются силами отталкивания (см. рис. 227, б). [c.532] Размеры протона можно оценить также при рассмотрении хода сечений (р — р)-рассеяния в области энергии Т 1 Гэе (см. 72). Подробнее о структуре протона см. 84. [c.532] Подробнее о проблеме существования керна у нуклонов см, 84. [c.532] Квантовая механика доказывает, что существование обменных сил всегда ведет к явлению насыщения. Это связано с тем, что явление обмена предполагает наличие процесса, происходящего не между всеми, а только между двумя партнерами. Именно введением обменных сил объясняется насыщение химического взаимодействия (так называемые ковалентные, гомеополярные силы типа сил, связывающих два атома водорода в его молекуле). [c.532] Введение в строй ускорителей, позволяющих получать пучки ускоренных протонов с энергией больше 10 Мэе = 1 Гэз, позволило провести опыты по изучению (р — р)- и (п — /з)-взаимодействий при сверхвысоких энергиях. [c.534] Из рисунка видно, что кривые резко различны в области энергий Т 1 Гэв, сходны в интервале энергий 1 Т 6 Гэа и сливаются при Г 6 Гэв. [c.535] Анализируя результаты опытов по N — Л )-рассеянию при высоких энергиях, необходимо иметь в виду, что с энергии Г 300 Мэе становится возможным, кроме упругого, также и неупругое взаимодействие нуклонов, приводящее к образованию я-мезонов за счет кинетической энергии нуклонов (см. 79, п. 3). [c.535] Этот процесс приводит к росту полного сечения в области энергии Т 300 Мэе. Оказывается, что уже при Т г 400 Мэе сечение неупругого р — jO)-рассеяния составляет около 10% полного сечения Опу (рр) 0,1(Тп (рр), а при Т 0,8 10 Гэв с ну (рр) 25- 10-2 см [ 0,5ап (рр)]- Рост неупругого сечения в области энергий Т 300 Мэе наблюдается также и для (п —р)-взаимодействия, правда, в меньшей степени. Возможно, это связано с тем, что образование я-мезонов в (N — Л )-взаимодействиях происходит преимущественно в состоянии с 7 = 1 (ср. [c.535] Вернуться к основной статье