Спин ядерный

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]

Если нейтрон обладает энергией, достаточной для возбуждения ротационных уровней молекулы водорода, то рассеяние нейтронов в параводороде будет отличаться от рассеяния в ортоводороде даже при не зависящих от относительной ориентации спинов ядерных силах. Это связано с тем, что ротационные уровни молекул пара- и ортоводорода отличаются друг от друга ротационное квантовое число J для параводорода может быть только чётным, для ортоводорода — нечётным. [c.51]

Особенно полно такая теплоизоляция осуществляется для ядерных спинов, находящихся в сильно охлажденном веществе. И реальные опыты по получению отрицательных термодинамических температур про- [c.93]

В случае ядерных спинов величина этого вклада очень мала. На фоне полной намагниченности вещества его можно заметить, только используя магнито-резонансные методы, с помощью которых его можно избирательно выделить. Эти методы получили широкое развитие после того, как в 1944 году Е.К.Завойский открыл явление электронного парамагнитного резонанса, а в 1946 году Ф.Блох с сотрудниками —явление ядерного магнитного резонанса. [c.94]

Однако ядерные силы вообще не являются центральными и взаимодействие зависит от взаимного направления спина и орбитального момента нуклонов, т. е. от скалярного произведения [c.112]

Рассмотрим систему, состоящую из двух нуклонов, из протона и нейтрона (дейтрон), и выясним, какие квантовые числа характеризуют ее состояния. В случае взаимодействия двух нуклонов в выражении ядерного потенциала, даваемого мезонной теорией для статического взаимодействия ( 21), будут существенными лишь первые два слагаемых, соответствующие центральным силам , а третье слагаемое, выражающее тензорные силы, в том числе и спин-орбитальное взаимодействие, мало. Ограничиваясь случаем центральных сил (пренебрегая тензорными силами), рассмотрим возможные состояния системы из двух нуклонов. При этом величина спина системы является интегралом движения, и состояние такой системы можно характеризовать спиновым квантовым числом S системы. [c.113]

Наряду с собственными механическими моментами (спином) атомные ядра и нуклоны обладают также и собственными магнитными моментами. Так, например, протон обладает магнитным моментом fx = + 2,79276 Ао, а магнитный момент нейтрона = = —1,913148 [Хо, где [Хо = е/ /2М с — ядерный магнетон — единица магнитного момента ядер. [c.117]

Между спиновым магнитным моментом р, нуклона, измеренным в ядерных магнетонах, и его спином s, измеренным в единицах й, существует соотношение = g s] величина называется гиромагнитным отношением. Тоже самое имеем и для орбитальных моментов 1 = g l, т. е. [c.118]

Важнейшим свойством ядерных сил также является зависимость их величины от взаимной ориентации спина и орбитального момента движения каждого нуклона, т. е. спин-орбитальный характер. Спин-орбитальное взаимодействие играет значительную роль в ядрах и составляет примерно 10% от общей энергии взаимодействия. Учет спин-орбитальной связи достаточно правильно передает эмпирическую последовательность энергетических уровней и значения магических чисел (см. 31). [c.136]

Специфический характер ядерных сил проявляется также и в том, что величина силы ядерного взаимодействия между двумя нуклонами зависит не только от расстояния между ними, но и от взаимной ориентации их спинов. Например, интенсивность взаимодействия пир при параллельных спинах отличается от их взаимодействия при антипараллельной ориентации спинов. Наиболее убедительным подтверждением этого вывода являются результаты опытов по рассеянию медленных нейтронов на молекулах ортоводорода (с параллельной ориентацией спинов обоих протонов, [c.136]

Остановимся кратко на понятии изотопического спина. Зарядовая независимость ядерных сил позволяет рассматривать протон и нейтрон как два различных зарядовых состояния одной частицы-нуклона. В этом случае состояние нуклона можно характеризовать [c.137]

Ядерные силы зависят от угла между направлением спина и прямой, соединяющей нуклоны, т. е. они являются тензорными (IV. п. 5). Однако мы здесь не будем учитывать тензорного характера сил, так как решение задачи двух нуклонов в приближении центральных сил качественно верно описывает свойства дейтрона. Энергия связи дейтрона в основном состоянии 2,225 Мэе. Средняя = 1,112 Мэе. Средняя же энергия связи на нуклон [c.153]

При этом в одном и том же состоянии (на одном энергетическом уровне) может находиться не более двух протонов, различающихся лишь направлением спина. Это же относится и к нейтронам. Протоны и нейтроны в ядре обладают своим собственным набором воз-можны.ч состояний. Такая система микрочастиц, подчиняющаяся принципу Паули и полностью заполняющая все низшие энергетические уровни, называется вырожденным ферми-газом. В вырожденном ферми-газе, несмотря на сильное ядерное взаимодействие между нуклонами, столкновения нуклонов запрещены, и они ведут себя так, как если бы взаимодействие между ними было слабым. В самом деле, нуклон I мог бы испытать столкновение с некоторым нуклоном 2 и передать последнему часть своей энергии и импульса. При этом нуклон 2 перешел бы на более высокий свободный энергетический уровень, а нуклон У в соответствии с законом сохранении энергии должен был бы перейти на более низкий энергетический уровень (рис. 55). Однако все нижележащие уровни согласно принципу Паули имеют ограниченное число мест, и все они заняты, поэтому нуклон 1 не может перейти на занятые нижние уровни. Это означает, что соударения нуклона / с нуклоном 2 не произойдет, говорят, что оно запрещено принципом Паули. Таким образом, частицы вырожденного ферми-газа будут очень редко испытывать столкновения между собой, т. е. вырожденный ферми-газ в этом отношении напоминает разреженный газ с редким столкновением частиц. Эти соображения и дают основание для аналогии ядра с вырожденным ферми-газом. [c.179]

Рис. 57. Схема ядерных уровней при наличии спин-орбитальной связи.

Модель ядерных оболочек была успешно применена для оценки спинов ядер для объяснения некоторых общих закономерностей, наблюдаемых в магнитных и электрических квадрупольных моментах ядер для объяснения свойств ядер, находящихся в низких возбужденных состояниях для объяснения появления островов изомерии, группирующихся около магических чисел 50, 82 и 126. [c.190]

Изомерными ядрами называются ядра, которые содержат одинаковое число протонов и одинаковое число нейтронов, но обладают различными физическими свойствами разный период полураспада, разная энергия связи, разные спины и т. д. Различие в физических свойствах изомерных ядер связано с тем, что они находятся в различных квантовомеханических состояниях. Одно из этих ядер обычно соответствует основному состоянию, а второе — возбужденному метастабильному (относительно устойчивому) состоянию. Но это возбужденное состояние ядра обладает настолько большим временем жизни по сравнению с жизнью ядра в обычных возбужденных состояниях, получающихся при ядерных реакциях, что такое ядро может рассматриваться как самостоятельное ядро. Ядро, пребывающее в возбужденном состоянии, обычно называется верхним изомером, а ядро в основном состоянии — основным изомером. Известны случаи, когда ядро имеет одно или несколько изомерных [c.191]

Экспериментально подтверждено, что ядерное взаимодействие должно характеризоваться сохранением не только энергии, импульса, момента количества движения, четности, но и значением полного вектора изотопического спина. [c.358]

В 22 и 66, исходя из факта зарядовой независимости ядерного взаимодействия р—р, р—п и п—п, было введено понятие изотопического спина для протона и нейтрона. Протон и нейтрон отличаются друг от друга только по их электромагнитному взаимодействию. Если бы удалось выключить электромагнетизм, тогда протон и нейтрон выродились бы в состояние неразличимости. Эти идеи возникли у Гейзенберга в 1933—1934 гг., и он нашел возможным рассматривать р w п как два зарядовых состояния нуклона. Иначе говоря, нуклон является зарядовым дублетом, одним его состоянием является протон, а другим — нейтрон. [c.362]

ЛИНИЙ (так называемая сверхтонкая структура спектральных линий) обусловлена влиянием момента ядра атома на его электронную оболочку. Наличие ядерного момента (спина) связано е четностью или нечетностью атомного веса. Однако природные атомы почти всегда представляют собой смесь изотопов, в связи с чем большинство спектральных линий является совокупностью тесно расположенных компонент. [c.144]

Квантовая механика позволяет решать различные задачи атомной и ядерной физики. Однако используемые в ней методы довольно сложны. Существует более простой метод решения некоторых из этих задач, основанный на рассмотрении векторной модели атома. В этой модели используются простые, наглядные представления теории Бора с учетом поправок, вносимых квантовой механикой. Ввиду того что векторная модель атома позволяет сравнительно легко проанализировать вопрос об определении спина и магнитного момента ядер, остановимся подробнее на ее описании, [c.62]

Спины нейтрона и протона ib ядре дейтона не компенсируются, а складываются нейтрон и протон могут образовать связанную систему — дейтон—только при одинаковом направлении своих спинов . Ядра, состоящего. из нейтрона и протона с противоположно направленными спинами, не существует. Этот результат является следствием спиновой зависимости ядерных сил (подробнее см. 70, я. 2). [c.84]

Положительный квадрупольный момент у дейтона означает, что распределение заряда в нем вытянуто вдоль оси, совпадающей с направлением спина дейтона. Это указывает на существование связи между осью дейтона (линия, проходящая через протон и нейтрон) и спином. Другими словами, ядерные силы получаются максимальными и приводят к образованию связанной системы (дейтона) только тогда, когда спины обоих нуклонов направлены вдоль его оси. Таким образом, ядерные силы в общем случае носят нецентральный характер, так как они зависят не только от расстояния между частицами, но и от взаимной ориентации спинов и линии, на которой расположены частицы. Взаимодействие такого рода называется тензорным. [c.98]

Д. р. представляет собой полезный метод и при исследовании магнитоупорядоченных веществ с большой плотностью энергии сверхтонкого взаимодействия. В таких веществах из-за большого радиуса косвенного взаимодействия между ядерными спинами ядерная намагниченность в процессе вааимодействия ведёт себя как классич. вектор. Поэтому в данных объектах на магннтоунорядоченпую электронную спиновую систему действует эффективное поле /1<т), где А — константа сверхтонкого взаимодействия и <т.> — ср. намагниченность ядерной системы. Эффективное поло сверхтонкого вэашюдьч1ствия наряду с другими [c.562]

Электрические и магнитные моменты ядер. В каждом из возможных состояний я. а. имеет определ. значения магн. дипольного момента и квадрупольного электрического момента (см. Квадрупольпрш момент ядра). Статич. магн. момент может быть отличен от О только в том случае, когда спин ядерного состояния / 0, а статич. квадруполь-ный момент может иметь ненулевое значение лишь при /> V2- Ядерное состоян с определ. чётностью не может иметь отличного от нуля электрич, дипольного момента ( 1), а также др. электрич. моментов ЕХ нечётной муль-типольности X и статич. магн. моментов MX чётной муль-типольности X. Существование ненулевого электрич. дипольного момента Е запрещено также инвариантностью относительно обращения времени (Г-инвариантность). Поскольку эффекты несохранения чётности и нарушения Г-инвариантности очень малы, то дипольные электрич. моменты ядер или равны О, или очень малы и пока недоступны для измерения. [c.687]

Уравнение (3-34) строго применимо к. жестким двухатомным молекулам, в которых ядра различны. Для гомоядерных двухатомных молекул с нулевым ядерным спином условия симметрии ограничивают число энергетических уровней до половины уровней для гетероядерных молекул. По этой причине сумму состояний, даваемую уравнением (3-34), следует разделить на фактор а [c.108]

Существуют два типа водородных молекул ортоводород, у которого спины двух протонов параллельны, и параводород, имеющий противоположно направленные, или антипараллель-ные спины. В случае ортоводорода момент ядерного спина имеет значение 1 и может поэтому относительно вектора углового момента всей молекулы принимать любое из трех значений 1, О или —I. В случае параводорода момент ядерного спина равен нулю, и потому только это единственное значение возможно для спина всей молекулы. Параводород соответствует состоянию с самой низкой энергией, его вращательное квантовое число нуль, т. е. наименьщее из всех четных квантовых чисел. Ортоводород характеризуется нечетными квантовыми числами. Поэтому при низких температурах существование параводорода предпочтительнее и, действительно, при понижении температуры доля параводорода растет. При высоких температурах доли орто- и параводорода стремятся к значениям, связанным с относительными вероятностями спиновых состояний, 3 1 соответственно. Примерные соотнощения орто- и параводорода при разных температурах показаны в табл. 4.2177]. [c.152]

Размагничиванием парамагнитных веществ достигнуты температуры 10 3 К. Дальнейший прогресс в получеиии низких температур связан с демагнетизацией ядерных спинов. Предварительное намагничивание ядерных спинов требует особенно сильных внешних полей и представляет собой сложную техническую задачу. На этом пути удалось получить температуру, отличающуюся от абсолютного нуля всего на 10 К [c.164]

Приводится решение нескольких элементарных задач, таких, как задача о гироскопе и задача об электроне или ядерном спино вом резонансе в магнитном поле. [c.244]

Общие свойства и структура ядер. В этом разделе исследуются основные свойства атомных ядер электрический заряд, масса массовое число), спин, магнитный и электрический моменты, энергия связи, система энергетических уровней возбужденногс ядра, эффективные размеры ядра и т. д. В зависимости от перечисленных свойств может быть проведена систематизация стабильных атомных ядер. Делаются попытки объяснить основные свойства ядер, с этой целью выдвигаются различные модели атомного ядра, исследуются возможности этих моделей в объяснении ядерных свойств. [c.8]

Полный момент отдельного нуклона является полуцелым в единицах А. Поэтому для ядра с четным числом нуклонов ядерный спин / в единицах Й будет некоторым целым числом, а для ядер с нечетным А — полуцелым числом. Экспериментальные измерения подтверждают этот вывод. Измерениями установлено, что все четночетные ядра имеют нулевые спины. Из этого правила неизвестно ни одного исключения. Стабильные четно-нечетные ядра и ядра нечетно-четные имеют полуцелые спины от Va до Ядра нечетнонечетные имеют целые спины 1, 2, 3, 4,. ... В таблице 5 приводятся значения спинов некоторых ядер, а на рисунке 36 графически изображены значения спинов ядер с нечетным А. [c.113]

М. Гепперт-Майер указала другой выход из затруднения. По ее мнению, все уровни, которым соответствуют квантовые числа I -ф О, испытывают расщепление на два подуровня из-за наличия спин-орбитальной связи, т. е. из-за наличия зависимости ядерного взаимодействия от взаимной ориентации спина и орбитального момента движения нуклонов. [c.186]

Предположим, что взаимодействие такого типа возникает и при движении нуклона в поле ядерных сил, а энергия такого спин-ор-битального взаимодействия нуклона в поле ядерных сил может быть представлена [c.187]

В 1937 г. К. Андерсон и С. Неддермейер (см. 10) в составе космических лучей обнаружили заряженные частицы с массой 206,7 ш , спином S = Vj, с зарядом + е и — ей обладающих временем жизни 2,2-10 сек. Эти частицы были названы [ .-мезо-нами ( х и р. ), и ошибочно им приписывалась роль мезонов Юкавы. Последующие исследования свойств [ .-мезонов показали, что они очень незначительно взаимодействуют с нуклонами — примерно в 10 раз слабее, чем если бы они действительно были квантами ядерного поля, поэтому они не могут выполнять роль мезонов Юкавы. В настоящее время эти частицы называются р, -частицами или +-мюонами. [c.339]

В 1947 г. английские ученые С. Поуэлл, Г. Оккиалини и другие в составе космических лучей открыли я-мезоны (я-мезон — первичный мезон, который, распадаясь, дает мюоны 10). я-мезоны имеют заряд + е и — е, а массы 273,2 т,,, нулевой спин и время жизни 2,55-10 сек.. Несколько позднее (1950) был открыт нейтральный я-мезон (яо), с массой 264,2 т , нулевым спином и временем жизни <2,1-10 сек. В настоящее время известно три сорта я-мезонов я , я ,, они интенсивно взаимодействуют с нуклонами, легко рождаются при столкновении нуклонов с ядрами, т. е. являются ядерно-активными. В наше время считается общепринятым, что я-мезоны являются квантами ядерного поля, которые предсказал X. Юкава, и что они ответственны за основную часть ядерных сил ( 27). [c.339]

Сильные взаимодействия имеют место между нуклонами, антинуклонами, гиперонами, антигиперонами, между л"--, я -, / -мезонами. Сильные взаимодействия не имеют места для леп-тонов. Сильными взаимодействиями обусловлены связи нуклонов в ядре (почему они и называются ядерными взаимодействиями) и процессы образования гиперонов и мезонов при ядерных столкновениях. Основная часть ядерного взаимодействия (ядерных сил), по-видимому, обусловлена л-мезонным обменом между нуклонами в ядре. Поэтому сильное взаимодействие называется также я-ме-зонным взаимодействием. Эти взаимодействия характеризуются следующими законами сохранения электрического заряда, барион-ного заряда, энергии, импульса, спина (момента количества движения), изотопического спина Т и его проекции странности (вытекает из законов сохранения Т , электрического и барионного зарядов), четности. [c.360]

ПО порядку величины равен 10 см, что ядерные силы зависят от спина частицы и что п — р)-, р — р)-, а также п — л)-силы равны между собой (принцип зарядовой независимости ядериых сил). [c.23]

Идея метода Раби заключается в принудительном ивмененин ориентации ядерного спина резонансным высокочастотным электромагнитным полем. Схема соответствующего прибора изображена на рис. 17. [c.75]

Используются и другие варианты метода магнитного резонанса. Отличие их друг от друга в основном сводится к способу обнаружения переориентации магнитных моментов в резонансном поле. В одном ив способов, например, переориентация обнаруживается по испусканию или поглощению квантов излучения, которым сопровождается переориентация диполей, в другом — по наведению прецессирующими ядерными спинами э. д. с. в катушке, помещенной около исследуемого образца. Оба способа не требуют создания узких пучков и неоднородных полей. [c.77]

Коэффициент 5,58 (—3,82) выражает связь между численным значением собственного магнитного момента протона (нейтрона), измеренного в ядерных магнетонах р,в, и численным значением его спина, измеренного в единицах Й, и называется гиромагнитным отношением ys- Таким 0 браз0М, по аналогии с уравнением (4. 10) для нуклона можно написать соотношение [c.82]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...