Изотопический спин

Существуют зеркальные ядра ()

Эксперименты по определению удельных энергий связей данных зеркальных ядер показали, что энергия отличается на величину кулоновского взаимодействия между протонами. Это позволило сделать вывод о зарядовой инвариантности ядерных сил. То есть взаимодействия тождественны.

Для были определены энергии связи для изобар. Получим, что все эти ядра можно охарактеризовать следующими общими комбинациями: общие показатели. У Be присутствует 2 «лишних» нейтрона (n-n), у B лишний протон и нейтрон (p-n), у C два лишних протона (p-p) Þ n-nºp-pºp-n. Таким образом доказана тождественность соответственных взаимодействий.

Была окончательно сформулирована гипотеза о зарядовой независимости ядерных сил: ядерные взаимодействия между любыми нуклонами, находящихся в одном пространственном и спиновом состоянии тождественны между собой.

Для различения нуклонов вводят еще одну формальную характеристику – вектор изотопического спина .

Данный вектор определяется в некотором формальном пространстве (не евклидовом).

Изотопический спин протона и нейтрона отличаются только проекцией на третью ось, которая обозначается . 2T+1=2 (изоспиновая мультиплетность) – для системы протон-нейтрон Þ p-n изотопический дублет.

Изотопическое пространство – изотропное.

Изотопический спин – изотопический инвариант (аналог момента количества движения в пространственной системе координат).

Рассмотрим различные типы нуклонно -нуклонного взаимодействия:

1) p-p, - полный изоспин, , состояние T=0 не реализуется

2) n-n, ,, состояние T=0 не реализуется

3) p-n, , T=1 – не реализуется.

Ядро с числами (A,Z). Найдем изоспин: .

Для легких ядер основное состояние обычно характеризуют минимальным значением .

Пример: должно существовать еще одно ядро ()Þ - изотопический дублет

- изотопический триплет

Þ изотопический синглет.

Изучение ядерных реакций показало выполнение закона сохранения изоспина: при сильных взаимодействиях изоспин любой системы сохраняется.

Этот закон является приближенным с точностью до электромагнитного взаимодействия, соответственно накладываются ограничения на протекание ядерных реакций, a- распад ядер протона, если изоспин нечетный и состояния совпадают.

Дата добавления: 2015-07-07