Elektromágneses pillanatok magok és nukleonok

Elektromágneses pillanatok magok és nukleonok

Nucleus, mint egy adózási rendszert és az áramlatok statikai elektromos és mágneses többpólusú pillanatokat. Ezek a pontok határozzák mag Wel kölcsönhatási energia egy külső elektromágneses mezőt. Mi a szerepe a különböző pillanatokban is jól látható az alábbi összefüggés:

ahol φ0 és 0 (E1, E2, E3) - potenciál és intenzitása egy külső villamos tér, 0 - intenzitása a külső mágneses mező, - a vektor az elektromos dipólus momentum a sejtmag, a - a vektor a mágneses dipólus momentum, Qij - tenzor nukleáris elektromos kvadrupól pillanatban, és így tovább . Az index „0” azt jelenti, hogy a vizsgált számított érték koordináta (a tömegközéppontja a rendszer, a mi esetünkben - a mag). A fennmaradó kölcsönhatás energiája kifejezések a kifejezés (1) biztosítja elhanyagolható mértékben járulnak hozzá a kölcsönhatás a mag a külső területen.
Először is az elektromos dipólmomentum. A alapállapotú mag egyenlő nullával (akár egy kis tagok kapcsolódó gyenge kölcsönhatások a sejtmagban). A távlatpontok komponens Di (i ≡ x, y, z) az eredménye a paritás Egy négyszöghullám funkciót ψ0 nukleáris alapállapot:

A négyszöghullámú funkciója alapállapotú atommagok páros koordináták függvényeként, z - páratlan funkciót. A beépített háromdimenziós térben a termék a páros és páratlan függvények értéke mindig 0. A tér ψ-paritás funkció akkor pozitív, ha ψ- funkció is van egy bizonyos paritás (+ vagy -). Ez igaz a hozzájárulás a ψ-funkció az erős és elektromágneses kölcsönhatások megőrzésére paritás. Kis ψ-adalékanyag funkciójuk gyenge (nem a paritás megőrző) kölcsönhatások nyújthat kisebb eltérések a nulla dipólusmomentumának a magok és a részecskéket. A szerepe a betétek jelentős érdeklődésre tart számot a modern fizika, ami különösen tükröződik a folyamatban lévő kísérletek felderítésére eltérés a nulla elektromos dipólmomentum.
A legalacsonyabb nukleáris elektromos többpólusú pillanatban, amely lehet nullától eltérő a alapállapotát atommagok elektromos kvadrupól nyomatéki tenzor Qij (i, j ≡ x, y, z). Mivel a mag - kvantummechanikai rendszer, elektromos kvadrupol pillanatban elegendő beállítani, mint az egyik átlós elemek a tenzor. Állapot Mint ilyen építőkockák zz-komponens Qzz. és mivel a Q érték a nukleáris kvadrupol pillanat, hogy értékét használja (1 / e) Qzz. ahol e - a mennyiség az elemi elektromos töltés:

Q = (1 / e) Qzz = (1 / e) ∫ (3Z 2 - 2) ρ () dv = (1 / e) ∫ 2 (3cos 2 θ - 1) ρ () dv

Ebben a kifejezésben ρ () - sűrűsége elektromos töltés a mag:

∫ ρ () dv = Ze ∫ | ψ0 | 2 dv = Ze /

(3) egyenlet is tartalmaz Q utáni gömbi koordinátákat.
Az elektromos kvadrupol pillanatban nyilvánvalóan függ a választott koordinátarendszerben. A jövőben fogjuk használni az úgynevezett privát (vagy belső) koordináta rendszerben. Ez a rendszer szorosan kapcsolódik a sejtmagba, mozgó és fordult vele. Kezdve saját koordinátarendszer egybeesik a központja a eloszlása ​​a töltés és tömege a mag, és a z tengely mentén irányul belső szimmetriatengelye (ha létezik ilyen). Az elektromos kvadrupol pillanatban a saját koordináta-rendszerben használjuk Q0 kijelölése.
Mivel az átlagos értéke a fizikai mennyiség a kvantummechanika, definíció szerint,
= ∫ | ψ | 2 dv, az intrinsic kvadrupol pillanatban, hogy belül konstansok, a különbség az átlagos értéke 2z 2, és az átlagértéket összegeinek négyzetének x 2 és y 2. Ezért, szférikus atommagok Q = 0 bővített mentén belső mag szimmetria tengelye Q> 0, és lapított e tengely mentén sejtmagok Q -15 MeV / G,
μN = eћ / (2MP c) = 3,15 · 10 -18 MeV / gauss.

A mágneses momentumát atommagok részecskéket, és függ a választott koordináta-rendszer (hasonló a helyzet áll fenn a villamos kvadrupol pillanatban). Meghatározására hozott mágneses momentum a saját (belső) quantum objektum koordináta-rendszer egy olyan államban, amelynek legnagyobb vetülete a spin a z-tengely J. Tekintettel arra, hogy a mágneses dipólus momentuma egy olyan üzemben a térben hullám funkciók ψ tárgy, ez a meghatározás felírható az alábbi formában:

Elemanalízis a amu értékei mágneses momentuma az elektron, proton, neutron és a koordináta-rendszerek, melyek az egyes részecske.
A koordináta-rendszer kapcsolódó részecske, az orbitális mozgás hiányzik. A mágneses nyomaték úgy definiáljuk, mint a diagonális mátrix eleme az üzemeltető (8a) olyan állapotban, amelynek maximális értéke a vetítési pontok a Z tengely körül. Action vetítés üzemeltetője adja vissza:

Így, az összes említett részecskék a mágneses dipólus pillanat magnetons felével egyenlő giromágneses aránya gs. Mivel a proton van μp ≈ 2.79μN. neutron μn ≈ -1.91μN. A pozitív előjel a mágneses momentum, spin vektorok mágneses momentumát részecskék és ugyanabba az irányba. A negatív előjel a mágneses momentum azt jelzi, hogy ezek a vektorok ellentétes irányúak. „Anomális” mágneses momentumát nukleonokból (protonok kontrasztot giromágneses tényező nukleáris magnetons 2 és a egyenlőtlenség nullára neutron) okozza a bonyolult szerkezetű (Nonpoint) nukleon, amely túró.
Is bevezette a nukleáris faktor giromágneses gyad. Ez határozza meg a feltétel, az arányosság a mágneses momentum a mag (nukleáris magnetons) magspin J:

Az egyik módszer az értékek mérésének a nukleáris spin és a nukleáris mágneses momentuma az, hogy tanulmányozza hiperfinom vonalak atom.
Opredeliv száma hiperfinom vonalak miatt bekövetkező kölcsönhatás a mágneses momentum a mag a által előállított mágneses tér az elektron héj az atom.
A teljes perdület a rendszer „elektronikus hüvely - core” áll az elektron héj pont I. és J. centrifugálás nucleus Mivel a mágneses mező által létrehozott elektronok a sejtmagban, arányos I, és a mágneses momentuma egy mag kapcsolódik J (10), van a potenciális kölcsönhatás skalár függvény a termék ezen vektorok:

Ez a potenciális kölcsönhatás tartalmazza a teljes Hamilton az atom, ez felelős a kísérleti tény, hogy az államok különböző értékeit skalár szorzata vektorok és különböző eltolódásokat az energiákat a atomi szinten. Mivel a váltás összeg attól függ, nukleáris magnetons μN. ez képest kicsi a finom felbontását az atomi szinten. amely által okozott kölcsönhatása mágneses momentuma az elektron héj a külső mágneses tér. Ezért, hasítása az atomi szintek keletkező közötti kölcsönhatás miatt a mágneses momentum a mag a mágneses mező az atom, az úgynevezett hiperfinom. Az államok száma a hiperfinom a számos különböző értékeket skalárszorzat vektorok. Mi határozza meg ezt az értéket terek kvantum vektorokat és:

2 = 2 + 2 x + 2,
+ = (2 - 2 - 2) / 2.

Tekintettel arra, hogy a hullám funkciója az atom magok a termék a hullám funkcióinak elektron és héj (ψa = ψN · ψe), és a sajátértékei a négyzetek kvantum vektorok, és rendre F (F ++ 1), I (I ++ 1) és a J (J ++ 1), így