Атомная энергия http://atombit.org Развитие и использование ядерной энергии Thu, 26 Oct 2017 17:44:58 +0000 ru-RU hourly 1 https://wordpress.org/?v=4.8.2 Политика конфиденциальности http://atombit.org/privacy-policy/ http://atombit.org/privacy-policy/#respond Tue, 27 Jun 2017 15:08:05 +0000 http://atombit.org/?p=222 Политика конфиденциальности, соглашение (Privacy Policy)

Пользуясь сайтом «atombit.org» (далее по тексту — «сайт»),

ВЫ ВЫРАЖАЕТЕ СВОЁ СОГЛАСИЕ

с условиями:

  • При комментировании Вами статей сайта;
  • Задавая Вами вопросы на страницах сайта;
  • Оформляя подписку на получение новых комментариев сайта;
  • Оформляя подписку на рассылку новостей сайта;
  • Отправляя сообщение или задавая вопрос администрации сайта;
  • И прочие Ваши действия, связанные с самостоятельным указанием Ваших персональных данных:

Вы даёте разрешение указанному сайту во исполнение его обязательств перед Вами обрабатывать в ручном или автоматическом режиме (собирать, записывать, систематизировать, накапливать, хранить, использовать, удалять, уничтожать) Ваши персональные данные, к которым относятся Ваше имя и Ваш адрес электронной почты, а так же любые другие Ваши персональные данные, дополнительно указанные Вами самостоятельно.

Кроме того, мы можем собирать обезличенные персональные данные с помощью cookie-файлов или аналогичных методов, в том числе, но не ограничиваясь:

  • ваш IP-адрес;
  • ваш веб-браузер;
  • ваше географическое местоположение;
  • веб-страницы, которые вы посетили на наших веб-сайтах;
  • и т.п.

Сайт может использовать Ваши обезличенные персональные данные для показа рекламы, которая может соответствовать Вашим личным интересам, собранных сайтом с помощью cookie-файлов или аналогичных методов при использовании Вами веб-сайтов, социальных сетей и прочих ресурсов в сети Интернет.

Обычно мы обрабатываем Ваши персональные данные только для тех целей, о которых мы сообщили Вам. Если мы будем использовать их для других целей (тесно связанных с указанными), то будут применяться дополнительные меры по защите данных, если этого требует законодательство.

Хранение персональных данных

Персональные данные могут храниться на сервере, на котором работает наш сайт (а так же на локальном компьютере администратора сайта). Это означает, что персональные данные могут обрабатываться от лица нашего сайта поставщиком услуг хостинга. Техническая поддержка сайта предприняла меры организационного и договорного характера, которые направлены на защиту ваших данных, наложив на поставщика хостинговых услуг обязательства по защите и неразглашению вашей информации, в том числе обязательство по обработке персональных данных исключительно в указанных выше целях.

Способы сбора ваших личных данных

Вы можете предоставлять свои персональные данные нашему сайту несколькими способами, в том числе, но не ограничиваясь:

  • Общаясь с администрацией сайта по Email; через  формы комментариев; через социальные сети; через мессенджеры;
  • подписываясь на новостную рассылку сайта;
  • подписываясь на получение новых комментариев сайта;
  • через cookie-файлы, которые сохраняются на вашем компьютере или мобильном устройстве при посещении нашего веб-сайта;
  • и пр. технологии.

Передача персональных данных третьим лицам

Сайт может раскрывать Ваши персональные данные третьим лицам только в соответствии с настоящей Политикой конфиденциальности и/или согласно требованиям законодательства.

Срок действия Политики конфиденциальности

Данное согласие бессрочно и может быть отозвано Вами в любой момент путем самостоятельной отписки (например, от рассылки новостей, от получения новых комментариев и пр.), либо отправив такой запрос администратору сайта по электронному адресу: kochurov1973@gmail.com

Email, куда Вы может обратиться за тем, чтобы Ваши персональные данные были удалены, заблокированы и задать вопрос по Вашим персональным данным: kochurov1973@gmail.com

Изменения в Политике конфиденциальности

Текст «Политики конфиденциальности» может периодически меняться без направления Вам предварительного уведомления.

Новая «Политика конфиденциальности» вступит в силу с момента его размещения, и если Вы не согласны с новой редакцией, то вам следует рассмотреть вопрос о прекращении использования сайта. Продолжая получать доступ к нашему сайту или используя его после вступления в силу таких изменений, Вы соглашаетесь быть юридически связанными новой редакцией «Политики конфиденциальности».

Персональные данные обрабатываются на сайте в целях его функционирования и если Вы не согласны, то должны покинуть сайт. В противном случае это будет являться согласием на обработку Ваших персональных данных.

Настоящим подтверждаете, что Вы ознакомлены и согласны с условиями «Политики конфиденциальности» сайта в отношении обработки Ваших персональных данных.

]]>
http://atombit.org/privacy-policy/feed/ 0
Ядерные силы http://atombit.org/yadernye-sily/ http://atombit.org/yadernye-sily/#comments Wed, 23 Sep 2009 18:00:00 +0000 http://atombit.org/yadernye-sily-2/ Ядерные силы

Ядерные силы силы — удерживающие нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре. Они действуют только на расстояниях не более 10 -13 см и достигают величины, в 100-1000 раз превышающей силу взаимодействия электрических зарядов.

Ядерные силы не зависят от заряда нуклонов. Они обусловлены сильным взаимодействием.

Сведения о ядерный силах были получены из данных о рассеянии нуклонов на нуклонах, а также из исследований свойств атомных ядер (связанных состояний нуклонов). Само существование атомных ядер заставляет предположить, что в ядерных силах имеется существенное притяжение, которое и обеспечивает энергию связиЭнергия связи — разность между энергией связанной системы частиц и суммарной энергией этих частиц в свободном состоянии. Для устойчивых систем энергия связи отрицательна и тем больше по абсолютной величине, чем прочнее система. Энергия связи с обратным знаком равна минимальной работе, которую нужно затратить, чтобы разделить систему на составляющие ее частицы. нуклонов в ядрах порядка нескольких МэВ на нуклон. Кроме того, с увеличением числа нуклонов A в ядре энергия связи на нуклон остается примерно постоянной, а объем ядра растет пропорционально A. Про системы с такими свойствами говорят, что в них имеется насыщение сил, и потому ядерные силы называют насыщающими. Они приводят к возможности существования ядерной материи (Нейтронные звездыНейтронные звезды — компактные астрофизические объекты с массами около 1,4 массы Солнца и радиусами около 10 км, образующиеся из массивных звезд после вспышки сверхновой. Нейтронные звезды состоят в основном из нейтронов. Нейтронные звезды являются одними из самых интересных астрофизических объектов с физической точки зрения. Для них характерны такие явления и свойства как: сверхтекучесть, сверхпроводимость, сверхсильные магнитные поля, излучение нейтрино, эффекты специальной и общей теории относительности. В недрах нейтронных звезд могут существовать экзотические формы материи (конденсаты различных элементарных частиц, кварковое вещество).), плотность энергии которой не зависит от полного числа нуклонов и составляет примерно 16 МэВ на нуклон (если пренебречь электромагнитными (кулоновским) и гравитационными взаимодействиями). В общем случае можно представить себе, что ядерные силы – это притяжение только между нуклонами — ближайшими соседями, поэтому и энергия связи ядра пропорциональна числу нуклонов в ядре.

Обычно предполагают, что потенциал ядерных сил в произвольной системе нуклонов можно свести к сумме потенциалов парных сил, т.е. сил, действующих между парой нуклонов (влиянием всех остальных нуклонов на данную пару пренебрегают). Хотя кроме парных взаимодействий нуклонов наверняка существуют многочастичные нуклонные взаимодействия, последние проявляются значительно слабее и их пока нельзя однозначно выделить в эксперименте. Поэтому под ядерными силами обычно подразумевают парные ядерные силы.

Совершенно иная ситуация возникает в системе, где преимущественно действуют кулоновские или гравитационныеГравитация — (от латинского gravitas — тяжесть), то же, что тяготение. Тяготение — гравитационное взаимодействие), универсальное взаимодействие между любыми видами физической материи (обычным веществом, любыми полями физическими). Если это взаимодействие относительно слабое и тела движутся медленно по сравнению со скоростью света в вакууме с, то справедлив всемирного тяготения закон Исаака Ньютона. В случае сильных полей и скоростей, сравнимых с c, необходимо пользоваться созданной Альбертом Эйнштейном общей теорией относительности, являющейся обобщением ньютоновской теории тяготения на основе специальной относительности теории. силы. Из-за того, что потенциал этих сил очень медленно спадает с расстоянием r между частицами (как 1/r), во взаимодействии с данной частицей принимают участие не только ближайшие соседи, но и все частицы системы. Поэтому энергия взаимодействия растет гораздо быстрее, чем число частиц, и насыщения сил не возникает. Ненасыщенные свойства гравитационный сил и является причиной гравитационного коллапсаГравитационный коллапс — катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитационных сил. Гравитационным коллапсом может заканчиваться эволюция звезд с массой свыше двух солнечных масс. После исчерпания в таких звездах ядерного горючего они теряют свою механическую устойчивость и начинают с увеличивающейся скоростью сжиматься к центру. Если растущее внутреннее давление останавливает гравитационный коллапс, то центральная область звезды становится сверхплотной нейтронной звездой, что может сопровождаться сбросом оболочки и наблюдаться как вспышка сверхновой звезды. Однако если радиус звезды уменьшился до значения гравитационного радиуса, то никакие силы не могут воспрепятствовать ее дальнейшему сжатию и превращению в черную дыру. массивных звезд.

Ядерные силы описывают при помощи потенциала, который является функцией расстояния r между нуклонами. В отличие от кулоновского и гравитационного потенциалов, обратно пропорциональных расстоянию, ядерный потенциал зависит от r гораздо сложнее. Например, на расстоянии 1 ферми (1 ферми=10 -13 см) ядерное притяжение максимально и превышает кулоновское взаимодействие (потенциал) в несколько десятков раз, а гравитационное — в 10 38 раз, однако с увеличением расстояния до r=6 ферми ядерное притяжение убывает в 200 раз, тогда как кулоновское и гравитационное только в 6 раз.

Из-за такого различия ядерных, кулоновских и гравитационных сил их относительный эффект зависит от полного числа частиц в системе. В ядрах с А ?300 гравитационные силы несущественны, а кулоновские силы отталкивания пропорциональны квадрату числа протонов (Z2) и уменьшают полную энергию связи примерно на 25% для средних и тяжелых ядер (А ?300, Z ~ А/2). Кулоновские силы приводят также к спонтанному делению тяжелых ядер, потому что суммарная кулоновская энергия отталкивания в ядрах — продуктах деления — меньше, чем в исходном ядре. Эти же кулоновские силы делают невозможным существование равновесной ядерной материи с примерно одинаковым числом протонов и нейтронов, поскольку энергия связи за счет ядерных сил растет как A, а отталкивание за счет кулоновских сил растет как Z2 ~ A2.

Нейтронная ядерная материя в отсутствие гравитационных сил не может существовать, так как, по теоретическим оценкам, притяжения между нейтронами чуть-чуть не хватает для образования связанного состояния. С ростом числа нуклонов в системе, а следовательно ее массы, гравитационные силы становятся все более важными. При суммарной массе нуклонов, сравнимой с массой нейтронной звезды (Нейтронная звезда), гравитационная энергия превышает 15% массы покоя всех нуклонов (в энергетическом выражении); при этом гравитационные силы создают давление, необходимое для существования нейтронной материи в центре нейтронной звезды.

Еще одно свойство потенциала ядерных сил состоит в том, что если кулоновский и гравитационные потенциалы в нерелятивистском приближении зависят только от зарядов и масс частиц соответственно, то потенциал ядерных сил зависит от гораздо большего числа переменных. Определим эти переменные. Нуклоны обладают спином, зарядом Q и движутся относительно друг друга с орбитальным моментом количества движения L. Кроме того, за счет ядерных сил возможен обмен зарядом между протонами p и нейтронами n.

Количество различных членов в потенциале ядерных силах зависит от всех комбинаций переменных, но уменьшается за счет изотопической и вращательной инвариантности потенциала ядерных сил. Согласно изотопической инвариантностиИзотопическая инвариантность — независимость сильного взаимодействия от электрического заряда частиц внутри одного изотопического мультиплета. Пример: зарядовая независимость ядерных сил., существуют два различных типа ядерного взаимодействия: одно для симметричных по заряду состояний пары нуклонов pp или nn (ему соответствует так называемый изоспинИзоспин — то же, что изотопический спин. Изотопический спин (изоспин, I) — внутренняя характеристика адронов и атомных ядер, определяющая число (n) частиц в одном изотопическом мультиплете: n= 2 I+1. В процессах сильного взаимодействия изотопический спин сохраняется.I=0). Согласно вращательной инвариантности, потенциал ядерных сил зависит от ориентации спинов нуклонов относительно друг друга и определенного направления в системе: спины могут быть параллельными или антипараллельными, соответственно суммарный спин S равен единице или нулю.

При S=1 в потенциале ядерных сил имеется зависимость от ориентации спина относительно направления линии, соединяющей нуклоны. Соответствующий член в потенциале ядерных сил называется потенциалом тензорных сил. Кроме того, спин S=1 может быть по-разному ориентирован относительно плоскости орбиты нуклонов. Член в потенциале, содержащий эту зависимость, называют потенциалом спин-орбитальных сил. Таким образом, основные составляющие части потенциала ядерных сил включают четыре типа потенциала центральных сил (то есть зависящих только от r — расстояния между нуклонами, но не от направления их движения): два по значению полного спина и два по значению изоспина. Имеются также два тензорных потенциала (I=0,1) и два спин-орбитальных (I=0,1). Кроме того, потенциал ядерных сил может зависеть от L2 и от P2 — квадрата импульса нуклонов.

Прямое экспериментальное определение парных ядерных сил состоит в опытах по рассеянию нуклонов (протонов или нейтронов) на нуклонной мишени. Для определения зависимости ядерных сил от ориентации спинов требуются опыты с поляризованными нуклонами и поляризованными мишенями. Эти опыты выполнены, и имеются прецизионные данные в интервале энергий до 1000 МэВ (в лабораторной системе отсчета — системе координат, связанной с покоящимся нуклоном).

На основании экспериментальных данных можно утверждать следующее.

1) Все члены в потенциале ядерных сил сравнимы по величине. Главным остается потенциал центральных сил; спин-орбитальные и тензорные силы оказываются меньше, но всего в несколько раз. Для сравнения заметим, что для кулоновских сил в атоме зависящая от спинов часть потенциала составляет около 1% от центральной части (~ Q1Q2/r).

2) Ядерные силы обладают конечным радиусом действия, поэтому их называют короткодействующими по сравнению с кулоновскими или гравитационными.

3) На расстоянии 1-1,5 ферми центральная часть взаимодействия является притягивающей — глубина потенциала притяжения (потенциальной ямы) 30-50 МэВ; однако по законам квантовой механики энергия связанного состояния оказывается гораздо меньше (она отличается от глубины ямы на среднюю кинетическую энергию, равную примерно Энергия связанного состояния, где r0 — ширина ямы притяжения, m — масса нуклона). Из-за малого радиуса действия ядерных сил (1,5-2 ферми) притяжение оказывается достаточным для возникновения только одного связанного состояния протона и нейтрона с параллельными спинами (дейтронДейтрон — стабильное ядро изотопа водорода (дейтерия) с массовым числом 2 (обозначается 2Н или d).) с энергией связи 2,2 МэВ. Два нейтрона (или два протона) вообще не образуют связанного состояния. Для сравнения укажем, что в молекуле водорода над основным состоянием возникает целый спектр возбужденных колебательных и вращательных состояний.

Заметим еще, что энергию ядер или ядерной материи нельзя определить как энергию связи пары (2,2 МэВ), умноженную на полное число пар или число возможных связей; правильный расчет гораздо сложнее и, напр., приводит к большой энергии связи среднего по массе ядра, даже когда энергия связи пары равна нулю.

4) При больших энергиях нуклонов в экспериментах по рассеянию частиц (что эквивалентно малым расстояниям, r< 1 ферми) все компоненты ядерных сил дают сильное отталкивание («кор», от английского core — сердцевина). Величина потенциала ядерных сил на достигнутых малых расстояниях составляет около 1000 МэВ=1 ГэВ. Наличие кора оказывается решающим фактором для насыщения ядерных сил. Если бы величина отталкивающей части потенциала в к’оре была всего в три раза меньше, то нуклоны могли бы коллапсировать на один или несколько центров и ядерной материи в обычном понимании не существовало.

Схематическое поведение потенциала центральных сил V r как функции r показано на рис 1. Оно несколько напоминает поведение потенциала двух нейтральных атомов. В качестве иллюстрации приведем аналитическую зависимость от расстояния r для потенциала Рида, характеризующего взаимодействие двух нейтронов в состоянии с орбитальным моментом, равным нулю:

$U_r=-10,463\cdot {e^x\over x} - 1650,6\cdot {e^{4x}\over x} + 6484,3\cdot {e^{7x}\over x} $МэВ,

где  $x=\mu r$и $\mu=0,7 \mbox{ферми}^{-1}$. Имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют о том, что нуклоны взаимодействуют как весьма сложные объекты.

Теоретическая интерпретация экспериментов по исследованию ядерн. сил осложнена тем, что еще не создана последовательная теория сильных взаимодействий.

центральные силы

Рис. 1. Схематическое поведение потенциала центральных сил V r как функции r

Разработка теории ядерных сил была начата в 1935 году японским физиком Хидэки ЮкавойЮкава Хидэки (1907-1981) — японский физик, иностранный член АН СССР (1966). Предсказал (1935) существование мезонов, развил основные положения мезонной теории. Предсказал (1936, совместно с С. Сакатой) электронный захват. Нобелевская премия (1949). Золотая медаль им. Михаила Васильевича Ломоносова АН СССР (1964)., который предположил, что ядерные силы возникают за счет того, что нуклоны обмениваются ?- мезоном с массой 140 МэВ (? -мезон был открыт 10 лет спустя). Такой механизм объясняет конечный радиус действия ядерных сил (он оказывается равным около Ядерные силыферми) и приблизительную величину притяжения на больших расстояниях (r > 1,5 ферми).

В течение 60-х годов 20 века, когда были открыты более тяжелые мезоны (r и w), их также включили в схему обмена между нуклонами. Это позволило качественно объяснить возникновение спин-орбитальных сил и отталкивательного кора.

Для объяснения притяжения нужной силы на расстоянии около 1 ферми вводятся гипотетические скалярные мезоны. В настоящее время вместо скалярных мезонов вводится обмен парой скоррелированных $\pi$-мезонов.

Расчет энергий связи ядер 3 H, 3 He, 4 He с использованием парных потенциалов проводится теперь с точностью около 3%. Оказалось, что такой расчет систематически приводит к недосвязанности ядер (по сравнению с экспериментом). Например, для 3 H и 3 He расчет дает энергию связи на 20% меньше экспериментальной величины, для 4 He — на 30-40% меньше. Расчеты сечений реакций в трех- четырехнуклонных системах в среднем лучше согласуются с опытом в области малых энергий (до 20 МэВ).

Все это в сочетании с трудностью теоретического объяснения величины кора заставляет признать теоретическую картину ядерных сил не вполне удовлетворительной. Возникшая в последние годы кварк-глюонная картина строения частиц, участвующих в сильных взаимодействиях (адроновАдроны — элементарные частицы, участвующие в сильном взаимодействии (барионы и мезоны, включая все резонансы).), представляет нуклон как систему из трех валентных кварковКварки — гипотетические фундаментальные частицы, из которых по современным представлениям, состоят все адроны (барионы — из трех кварков, мезоны — из кварка и антикварка). Кварки обладают спином 1/2, барионным зарядом 1/3, электрическими зарядами -2/3, и +1/3, заряда протона, а также специфическим квантовым числом «цвет». Экспериментально (косвенно) обнаружены 6 типов («ароматов») кварков: u, d, s, c, b, t. В свободном состоянии не наблюдались., взаимодействующих за счет обмена глюонамиГлюоны — гипотетические электрически нейтральные частицы с нулевой массой и спином 1, осуществляющие взаимодействие между кварками. Подобно кваркам, глюоны обладают квантовой характеристикой «цвет». и находящихся внутри некоторого «пузыря» (обычно называемого кварковым мешком), окруженного давящим на него снаружи вакуумом. В такой картине ядерные силы на малых расстояниях доминирует механизм слипания двух нуклонных мешков с образованием общего шестикваркового менка. Поэтому два нуклона не могут быть рядом, на расстоянии, меньшем размеров общего мешка, что позволяет просто и количественно точно объяснить возникновение отталкивательного кора в ядерных силах (а также и ряд других характеристик яд. сил). Несомненно, кварк-глюонная картина ядерных сил является наиболее фундаментальной, однако в ее конкретном осуществлении делаются только первые шаги.

Дополнительные сведения о ядерных силах смотрите в литературе:

Блатт Дж., Виктор Фредерик ВайскопфВиктор Фредерик Вайскопф (родился в 1908 году) — американский физик-теоретик, иностранный член РАН (1991; иностранный член АН СССР с 1976). Родился в Австрии, работал в Германии и Дании, с 1937 в США. В 1961-65 директор Европейского центра ядерных исследований. Основные труды по физике атомного ядра и элементарных частиц, квантовой теории поля и квантовой электродинамике., Теоретическая ядерная физика, перевод с английского, М., 1954; Оге БорОге Бор (родился 19 июня 1922 года, в Копенгагене) — датский физик. Сын Нильса Бора. Член датской АН (1950), Норвежской АН (1962), Шведской АН (1965), Американской академии искусств и наук (1965). Нобелевская премия по физике (1975, совместно с Бенжамином Моттельсоном и Джеймсом Рейнуотером)., Бенжамин МоттельсонБенжамин Моттельсон — (родился в 1926 году), датский физик. Один из авторов обобщенной модели атомного ядра. Нобелевская премия (1975 год, совместно с Ого Бором и Джеймсом Рейнуотером)., Структура атомного ядра, перевод с английского, т. 1-2, М., 1971-77; Калоджеро Ф., Симонов Ю.А., Ядерные силы, насыщение и структура ядер, в сборнике Будущее науки, в. 9, М., 1976.

]]>
http://atombit.org/yadernye-sily/feed/ 3
Сильное взаимодействие http://atombit.org/silnoe-vzaimodejstvie/ http://atombit.org/silnoe-vzaimodejstvie/#comments Wed, 08 Jul 2009 13:19:48 +0000 http://atombit.org/silnoe-vzaimodejstvie/ Сильное взаимодействие — самое сильное из фундаментальных взаимодействий элементарных частиц. В сильном взаимодействии участвуют адроны.

Сильное взаимодействие превосходит электромагнитное взаимодействие примерно в 100 раз, его радиус действия около 10-13см. Частный случай сильного взаимодействия — ядерные силы. Современной теорией сильного взаимодействия является квантовая хромодинамика.

Сильное взаимодействие

Пион-нуклонное взаимодействие

Необходимость введения сильных взаимодействий возникла в 1930-х годах, когда стало ясно, что ни гравитационное, ни электромагнитное взаимодействия не могли ответить на вопрос, что связывает нуклоны в ядрах. В 1935 году японский физик Хидэки Юкава (первый японец, получивший Нобелевскую премию) построил первую количественную теорию взаимодействия нуклонов, происходящего посредством обмена новыми частицами, которые сейчас известны как пи-мезоны (или пионы). Пионы были впоследствии открыты экспериментально в 1947 году.

В этой пион-нуклонной теории притяжение или отталкивание двух нуклонов описывалось как испускание пиона одним нуклоном и последующее его поглощение другим нуклоном (по аналогии с электромагнитным взаимодействием, которое описывается как обмен виртуальным фотоном). Эта теория успешно описала целый круг явлений в нуклон-нуклонных столкновениях и связанных состояниях, а также в столкновениях пионов с нуклонами. Численный коэффициент, определяющий «эффективность» испускания пиона, оказался очень большим (по сравнению с аналогичным коэффициентом для электромагнитного взаимодействия), что и определяет «силу» сильного взаимодействия.

Феноменология сильных взаимодействий адронов

В 1950-е годы было открыто огромное число новых элементарных частиц, большинство из которых обладали очень малым временем жизни. Все эти частицы были сильно взаимодействующими: сечения их рассеяния друг на друге были порядка сечений взаимодействия нуклонов и пионов, и заметно превышали сечения взаимодействия с электронами.

Среди этих адронов были как мезоны, так и барионы. Они обладали различными спинами и зарядами; в их распределении по массам и в предпочитаемых каналах распада проглядывалась некоторая регулярность, однако откуда она бралась — не было известно.

По аналогии с пион-нуклонным рассеянием была построена модель сильных взаимодействий этих адронов, в которой каждому типу взаимодействия, каждому типу распада соответствовала некоторая своя константа взаимодействия. Кроме того, некоторые из наблюдаемых зависимостей не удавалось объяснить, и они просто постулировались в виде «правил игры», которым подчиняются адроны (правило Цвейга, сохранение изоспина и G-чётности, и т. д.). Несмотря на то, что в целом это описание работало, оно, безусловно, было неудовлетворительно с точки зрения теории: слишком многое приходилось постулировать, большое число свободных параметров вводилось совершенно произвольно и безо всякой структуры.

В середине 1960-х годов была обнаружена SU(3) симметрия свойств адронов, и было понято, что принципиальных степеней свободы при «конструировании» адронов вовсе не так много. Эти степени свободы получили название кварков. Эксперименты, проведённые спустя несколько лет, продемонстрировали, что кварки — не просто абстрактные степени свободы адрона, а реальные частицы-составляющие адрон, которые несут его импульс, заряд, спин и т. д. Единственная проблема заключалась в том, как описать тот факт, что кварки не могут вылететь из адронов ни в каких реакциях.

Тем не менее, даже в отсутствие теоретически обоснованной динамической картины взаимодействия кварков, уже тот факт, что адроны составные частицы, позволил объяснить многие из чисто эмпирических свойств адронов.

Сильные взаимодействия в КХД

В 1970-х годах была построена микроскопическая теория сильного взаимодействия кварков, которая получила название квантовая хромодинамика (КХД). Она строится следующим образом.

Постулируется, что каждый кварк обладает новым внутренним квантовым числом, условно называемым цветом. Более точно, в дополнение к уже имеющимся степеням свободы, кварку приписывается и определённый вектор состояния в комплексном трёхмерном цветовом пространстве. В духе калибровочного подхода, накладывается требование инвариантности наблюдаемых свойств нашего мира относительно унитарных вращений в цветовом пространстве кварков, т. е. относительно элементов группы SU(3). (Таким образом, КХД является теорией Янга — Миллса.) Возникающее при этом калибровочное поле и описывает взаимодействие кварков. Это поле удаётся проквантовать; его кванты называются глюонами.

Поскольку каждый тип глюонов задаёт определённый вид вращения в цветовом пространстве, количество независимых глюонных полей равно размерности группы SU(3), т. е. восьми. Однако все глюоны взаимодействуют со всеми кварками с одинаковой силой. По аналогии с электродинамикой, где «мощность» взаимодействия характеризуется постоянной тонкой структуры ?, «мощность» сильного взаимодействия характеризуется единственной константой сильного взаимодействия ?s.

Напомним, что глюоны взаимодействуют с цветом. Из-за того, что группа SU(3) неабелева, глюоны тоже обладают цветом, а значит, могут взаимодействовать и друг с другом: в теории появляются трёхглюонные и четырёхглюонные вершины. В этом принципиальное отличие свойств КХД от КЭД, где фотон не был заряженным, поэтому сам с собой не взаимодействовал. Заметим, что из кварков и антикварков можно составить комбинации, которые обладают «нулевым» цветом, т. е. бесцветные. В длинноволновом пределе такие состояния с глюонами не взаимодействуют.

Следующим важнейшим свойством квантовой хромодинамики является антиэкранировка заряда. Групповые свойства SU(3) приводят к тому, что константа связи сильного взаимодействия ?s уменьшается с уменьшением расстояния между кварками и растёт при удалении кварков друг от друга.

Первая из этих зависимостей приводит к асимптотической свободе: кварки, пролетающие на очень малых расстояниях друг от друга, можно в первом приближении считать невзаимодействующими.

Обратная сторона медали: конфайнмент (пленение) кварков. Это значит, что кварки не могут удалиться друг от друга на расстояние, заметно превышающее некоторый радиус конфайнмента (порядка 1 фм). Однако два бесцветных состояния могут удалиться друг от друга на произвольное расстояние, поскольку глюонные поля их не удерживают. В результате получается, что в реальном мире наблюдаются не свободные кварки, а их бесцветные комбинации, которые и отождествляются с адронами.

Будучи удалёнными на расстояние, превышающее радиус конфайнмента, адроны всё же могут взаимодействовать, однако уже не за счёт обмена глюонами, а за счёт обмена другими адронами. В частности, при низких энергиях наиболее сильным оказывается взаимодействие через обмен пи-мезонами. Такое взаимодействие (которое, кстати, и удерживает нуклоны в ядрах), тоже по традиции называется сильным. Однако надо понимать, что это «остаточное» сильное взаимодействие, аналогичное ван-дер-ваальсовому взаимодействию нейтральных атомов.

Сильные взаимодействия в высокоэнергетических реакциях

Имеется целый ряд высокоэнергетических процессов столкновения адронов, в которых отсутствует жёсткий масштаб, из-за чего вычисления по теории возмущений в рамках квантовой хромодинамики перестают быть надёжными. Среди таких реакций — полные сечения столкновения адронов, упругое рассеяние адронов на небольшие углы, дифракционные процессы. С точки зрения кинематики, в таких реакциях достаточно большой является только полная энергия сталкивающихся частиц в их системе покоя, но не переданный импульс.

Начиная с 1960-х годов, основные свойства таких реакций успешно описываются феноменологическим подходом, основанным на теории Редже. В рамках этой теории, высокоэнергетическое рассеяние адронов происходит за счёт обмена некоторыми составными объектами — реджеонами. Наиболее важным реджеоном в этой теории является померон — единственный реджеон, вклад которого в сечение рассеяния не уменьшается с энергией.

В 1970-х годах оказалось, что многие свойства реджеонов можно вывести и из квантовой хромодинамики. Соответствующий подход в КХД называется подходом Балицкого — Фадина — Кураева — Липатова (БФКЛ).

См. дополнительную информацию о сильном взаимодействии.

Из комментария Людмилы Белик:

Что такое на самом деле самое сильное взаимодействие на свете — наисильнейшее ?

Таинственное ядерное , сложнейше магнитное — со светом внешним «КРУЧУ» !- в таком великом многообразии недокручивания и перекручивания , что удивительно смотреть на мощь механики.

«Чуть ВЫКРУЧИВАЮ !»- лишая неких СВОЙСТВ МЕХАНИКИ с динамизмом на ….. градусов и т.п. Есть и откручимвание и есть отмагничиваю навсегда. СВЫШЕ всегда ЕСТЬ и не изучать его лишь потому , что объявили себя физики атеистами было глупо БЕЗ доказательств ! Физика наука жутких постоянных проверок , а не убеждений.

Отсутствие ТВОРЦА в зоне над мировым океаном нужно было ДОКАЗЫВАТЬ с двух сторон «БОГА — нет !» и «БОГ — есть !» и посмотреть что получилось

Великий ЗАВИТОК центровки энергопостроения всего и ВСЕЯ тоже — вот что такое сильнейше взаимодействие.

Гений-физик государства высказал гипотезу , что ЕСТЬ некое управление свыше в виде КРУЧЕНИЯ и власть придержащие в Академии ухватились за идею и на своём уровне научного развития попытались доказать Великое «КРУЧУ» , возглавив
исследования.

Сколько лет они , слабаки в теориях ОСНОВ , пытались доказать НЕ ДОКАЗУЕМОЕ в наземных и в подземных условиях (!) и в итоге не нашли ничего лучшего , чем УТВЕРДИТЬ «Кручение — ЛЖЕНАУКА !»
Власть , полученная академиками от Б. Ельцина сыграла с ними очень злую шутку — КРУЧЕНИЕ как было , так и осталось

УПРАВЛЕНИЕМ всем и ВСЕЯ.
Загубили науку России обязательной для ученых Стандартной Модели 4-х видов взаимодействий частиц.

И вот сейчас читаю в лекциях ACADEMIA на ТВ об озабоченности ученых открытием процессов и частиц «вне Стандартной Модели».

Лукавит о врет ACADEMIA снова , мол есть эта отсутствующая в природе модель , но есть и нечто вне неё.

НЕТ в мирах и в Мирозданиях убогой стандартизации от горе-академиков РАН — ВСЁ энерговыстроено во сто крат сложне и могучей.
«Сильное взаимодействие — это самое сильное из фундаментальных взаимодействий элементарных частиц» — ложь. Оно ничтожно по сравнению с описанным мною выше. И название «фундаментальные взаимодействия» сродни былому «СЛАВА КПСС !». НЕТ фундаментализма в науке от Ю. Осипова — не понимающего сами ОСНОВЫ — «ВСЁ выстроено точно по расчету и на столько , сколько ДАНО».

Он даже не понял самое важное на свете — 5-тое взаимодействие частиц «ЗВУК ИЗДАЮ !» и отменил его в приказном порядке.

И осталась официальная наука без знаний самых важных.

]]>
http://atombit.org/silnoe-vzaimodejstvie/feed/ 1
Странность http://atombit.org/strannost/ http://atombit.org/strannost/#comments Wed, 08 Jul 2009 05:10:16 +0000 http://atombit.org/strannost/ Странность (S) — целое (нулевое, положительное или отрицательное) квантовое число, характеризующее адроны. Странность частиц и античастиц противоположны по знаку. Адроны с S ≠ 0 называются странными. Странность сохраняется в сильном и электромагнитном взаимодействиях, но нарушается (на 1) в слабом взаимодействии.

]]>
http://atombit.org/strannost/feed/ 1
Ядерное время http://atombit.org/yadernoe-vremya/ http://atombit.org/yadernoe-vremya/#respond Tue, 07 Jul 2009 10:55:15 +0000 http://atombit.org/yadernoe-vremya/ Ядерное время — характерное время протекания процессов, обусловленных сильным взаимодействием (например, ядерными силами); составляет по порядку величины 10-23секунды.

Из комментария читательницы ЛЮДМИЛЫ БЕЛИК:

НИЧЕРТА не знают о всех свойствах времени, разных видах, разного напора, разного взаимодействия с пространствами и вне пространств и еще тысячи других технических возможностей.

НИЧЕРТА не понимая в силе времени, в его роли во всем и всяк живом — главном в процессе жизни, ядерщики государства молчали в тряпочку, позволяя власть захватившим неучам с академическими званиями, УНИЧТОЖАТЬ не только науку РФ, но создавать программы развития направлений науки — направленных ПРОТИВ жизни на планете.

ВСЕМ — управляет время — поданное ТАК ЖАЛКО по полному незнанию.

И в вас лично ваше земное время, отпущенное не щедро, РАБОТАЕТ, давая вам жизнь. И когда оно заканчивается — вы снова космит свободный и покидаете тело-оболочку всея в вас — разно — от вылета с последним вздохом, до многосуточного выдавливания из трупа и это вам, умные физики не дала узнать группа вождей в науке — НЕНАУКЕ.

Вы — космит в биотеле, что давным давно могли узнать физики России[en] — узнай они как течет время и Время — космическое время в человеке живом, как в смерти[en], как после неё.

Вас ЛИШИЛИ счастья открыть, что смерть — только переходный короткий период первода стрелок ваших личных часов с земного отсчета в космический!

Это давно видят врачи в остановке сердца[en] — прямая полоса страшит, а это само космическое время возросло до самостоятельного отсчета.

Не могу вставить рисунки — Знергоснимки времени в работе, накопление минуты и перевода её в космическую минуту и т.д.

Не мене интересно посмотреть время взаимодействующе с пространством и вне пространство и потерей магнетто своего.

И сотой части свойств, мехханики и качеств не описано в этой «статье» Ядерное время.

]]>
http://atombit.org/yadernoe-vremya/feed/ 0
Статистическая физика http://atombit.org/statisticheskaya-fizika/ http://atombit.org/statisticheskaya-fizika/#comments Tue, 07 Jul 2009 09:54:39 +0000 http://atombit.org/statisticheskaya-fizika/ Статистическая физика — раздел физики, изучающий свойства макроскопических тел как систем из очень большого числа частиц (молекул, атомов, электронов). В статистической физике применяют статистические методы, основанные на теории вероятностей.

Статистическую физику разделяют на статистическую термодинамику, исследующую системы в состояниях статистического равновесия, и кинетику физическую, или неравновесную статистическую термодинамику, изучающую неравновесные процессы. Статистическая физика, основанная на законах квантовой механики, называется квантовой статистикой.

Основные задачи статистической физики — вычисление наблюдаемых макроскопических величин, характеризующих систему, на основе закона движения составляющих ее частиц; в случае статистического равновесия — вычисление термодинамических потенциалов (свободной энергии, давления и др.) в зависимости от температуры и др. параметров, в неравновесном случае — получение уравнений, описывающих неравновесные процессы.

Статистическая физика — основа теории газов, жидкостей и твердых тел, имеет широкую область применения.

]]>
http://atombit.org/statisticheskaya-fizika/feed/ 1
Электрослабое взаимодействие http://atombit.org/elektroslaboe-vzaimodejstvie/ http://atombit.org/elektroslaboe-vzaimodejstvie/#respond Tue, 07 Jul 2009 04:07:19 +0000 http://atombit.org/elektroslaboe-vzaimodejstvie/ Электрослабое взаимодействие — единая теория слабого и электромагнитного взаимодействий кварков и лептонов, осуществляемых посредством обмена четырьмя частицами: безмассовыми фотонами (электромагнитное взаимодействие) и тяжелыми промежуточными векторными бозонами (слабое взаимодействие). Создана в конце 60-х годов американским физиком Стивеном Вайнбергом, американским физиком-теоретиком Шелдоном Глэшоу и пакистанским физиком-теоретиком  Абдусом Саламом.

]]>
http://atombit.org/elektroslaboe-vzaimodejstvie/feed/ 0
Резонансы http://atombit.org/rezonansy/ http://atombit.org/rezonansy/#respond Tue, 07 Jul 2009 01:42:55 +0000 http://atombit.org/rezonansy/ Резонансы (резонансные частицы) — адроны, которые могут распадаться за счет сильного взаимодействия и поэтому имеют крайне малое время жизни — порядка 10-22 — 10-24 секунды.
 

]]>
http://atombit.org/rezonansy/feed/ 0
Гипероны http://atombit.org/giperony/ http://atombit.org/giperony/#comments Mon, 06 Jul 2009 14:16:16 +0000 http://atombit.org/giperony/ Гипероны (от греческого hyper — сверх) — нестабильные барионы с массами, больше массы нейтрона, и большим временем жизни по сравнению с ядерным временем; обладают особой внутренней характеристикой — странностью.

Существуют гипероны лямбда (λ), сигма (Σ), кси (Ξ) и омега (Ω).

]]>
http://atombit.org/giperony/feed/ 1
Нуклон http://atombit.org/nuklon/ http://atombit.org/nuklon/#comments Sun, 05 Jul 2009 16:25:16 +0000 http://atombit.org/nuklon/ Нуклон (от латинского nucleus — ядро) — общее название протона и нейтрона, являющихся составными частями атомных ядер.

 

]]>
http://atombit.org/nuklon/feed/ 1