Диаграмма, приведенная на рис. 42, характеризует положение стабильных и радиоактивных ядер в зависимости от .числа содержащихся в них протонов и нейтронов. Здесь указаны и предполагаемые свойств; (тип распада) некоторых, еще не обнаруженных ядер
На рис. 43 представлены для наглядности весьма упрощенно кривая изменения потенциала в ядре заселенные нуклонами энергетические уровни, возможные возбужденные состояния ядра и соответствующие типичные значения энергии связи.
МОДЕЛЬ СИЛЬНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ
Электромагнитное взаимодействие более или менее доступно нашему пониманию, поскольку оно проявляется в процессах, которые можно наблюдать, например, под микроскопом. Да и частицы, которые служат переносчиками этого взаимодействия — фотоны,— мы в определенном диапазоне энергий видим невооруженным глазом как свет.
Сильное взаимодействие, напротив, действует только внутри атомных ядер и в непосредственной близости от них при столкновениях элементарных частиц высокой энергии. Поэтому оно оказывает определенное влияние только внутри атома, а в обычных условиях вообще не проявляется. Совершенно естественно, что о взаимодействии этого типа мы не имеем наглядного представления.
Уравнения, описывающие взаимодействие двух нуклонов, в определенной мере сходны с уравнениями электромагнитного поля. Малый радиус действия сильных взаимодействий с точки зрения теории сказывается в том, что частица, посредством которой это взаимодействие осуществляется,— аналог фотона в электромагнитном взаимодействии — имеет ненулевую массу покоя. Собственно говоря, теория сильных взаимодействий была создана прежде, чем стала известна соответствующая частица-переносчик, и даже довольно точно была предсказана масса этой частицы — она примерно в 200 раз должна превышать массу электрона. Такой частицей, как мы уже знаем из гл. 4, является пион.
Силы притяжения, возникающие при сильном взаимодействии двух нуклонов, можно описать как результат того, что оба нуклона непрерывно обмениваются пионами. В такой модели взаимодействующие нуклоны как бы имеют своего рода эфемерную общую оболочку из пионов (так называемую «пионную шубу».— Ред.), которые все время меняют свое местоположение. Это могут быть как электрически нейтральные, так и заряженные пионы. Во втором случае при) обмене пионами соответствующий протон превращается в нейтрон, а нейтрон — в протон.
Обмен пионами можно описать и с помощью кварковой модели: в нуклоне постоянно возникают пары кварк—антикварк, т. е. пионы (см. рис. 35), которые легко переходят от одного нуклона к другому Таким образом, если протоны и нейтроны считать «кирпичиками», из которых состоит атомное ядро, то «цементным раствором», удерживающим их вместе в ядре, служат пионы.
ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ — ПРОИСХОЖДЕНИЕ АТОМНЫХ ЯДЕР
Самым распространенным элементом во Вселенной является водород. Весьма вероятно, что на начальных стадиях расширения Вселенной в ней содержалось тяжелых элементов намного меньше, чем сейчас. О непрерывном увеличении относительного содержания во Вселенной тяжелых ядер свидетельствуют, в частности, результаты исследования оптических спектров звезд нашей Галактики. Оказывается, что звезды, находящиеся в области галактического диска (т. е. вблизи плоскости симметрии Галактики; примерно в этой области находится и Солнце), где сосредоточена основная масса Галактики, как правило, содержат в своей атмосфере помимо водорода и гелия относительно большие количества других элементов: кислорода, углерода, азота, а также еще более тяжелых элементов, среди которых преобладает железо. Напротив, в спектрах звезд, расположенных во внешней приблизительно сферической области Галактики, другие элементы, кроме водорода, либо представлены очень скудно, либо отсутствуют вообще. Внешняя область Галактики намного «старше», чем область галактического диска, которая постепенно формировалась в процессе вращения вещества Галактики. Таким образом, звезды внешней области Галактики возникали из межзвездной пыли, которая по относительному содержанию водорода гораздо ближе к первоначальному составу Вселенной, чем галактический диск. Отсюда можно сделать вывод, что межзвездная пыль Галактики постепенно обогащается более тяжелыми элементами. Наша Земля (возраст ее, как и всей нашей планетной системы, оценивают в 4,6 млрд. лет), другие планеты и само Солнце сформировались из межзвездной пыли, в которой содержалось уже довольно значительное количество элементов тяжелее водорода и гелия; без таких элементов просто не могло бы образоваться твердое вещество планет.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.