Ядерные силы

Одной из центральных проблем ядерной физики является вопрос о силе, связывающей воедино нуклоны в ядре. На первый взгляд кажется, что ядро, составленное из протонов и нейтронов, должно разлететься. Действительно, между двумя протонами действуют силы электростатического отталкивания F_кл и гравитационного притяжения F_гр. Оценим их величины.

Сила отталкивания определяется по закону Кулона:

F_кл = , где r ≈10^{-15 м – радиус ядра.}

F_кл = ≈ 3×10² Н.

Сила притяжения определяется по закону Всемирного тяготения:

F_гр = = ≈ 10^–34 Н

Получается, что силы притяжения на 36 порядков меньше сил отталкивания!

Факт существования устойчивых ядер свидетельствует о том, что между нуклонами в ядре действуют силы иной природы – ядерные силы.

Силы ядерного (сильного) взаимодействия значительно отличаются от гравитационных и электромагнитных сил.

Важнейшей особенностью ядерных сил является короткий радиус действия, который не превышает размеров ядра.В отличие от кулоновских, ядерные силы убывают не обратно пропорционально квадрату расстояния, а намного быстрее. На расстояниях, больших 1,4×10^–15 м, действие этих сил пренебрежимо мало, и определяющую роль начинают играть силы кулоновского взаимодействия.

Экспериментально доказано, что ядерные силы действуют одинаково между парами частиц протон-протон, протон-нейтрон и нейтрон-нейтрон. Это свойство называется зарядовой независимостью.

Дата добавления: 2014-01-06