Nötron ( temel parçacık)

Bu makale Vladimir Gorunovich tarafından Wikiknowledge web sitesi için yazılmış, bilgileri vandallardan korumak amacıyla bu siteye yerleştirilmiş ve daha sonra bu siteye eklenmiştir.

BİLİM çerçevesinde çalışan temel parçacıkların alan teorisi, FİZİK tarafından kanıtlanmış bir temele dayanmaktadır:

• Klasik elektrodinamik,
• Kuantum mekaniği
• Korunum yasaları fiziğin temel yasalarıdır.

Doğada var olmayan temel parçacıkları kullanmak, doğada var olmayan temel etkileşimleri icat etmek veya doğada var olan etkileşimleri masalsı olanlarla değiştirmek, doğa yasalarını göz ardı etmek, bunlarla matematiksel manipülasyonlar yapmak (bilim görünümü yaratmak) - bilim diye aktarılan pek çok PERİ MASALI bunlar. Sonuç olarak fizik, matematiksel masalların dünyasına girdi.

1 Nötron yarıçapı
2 Nötronun manyetik momenti
3 Bir nötronun elektrik alanı
4 Nötron dinlenme kütlesi
5 Nötron ömrü
6 Yeni fizik: Nötron (temel parçacık) - özet

Nötron - temel parçacık kuantum numarası L=3/2 (spin = 1/2) - baryon grubu, proton alt grubu, elektrik yükü +0 (temel parçacıkların alan teorisine göre sistemleştirme).

Temel parçacıkların alan teorisine göre (bilimsel bir temele dayanan ve tüm temel parçacıkların doğru spektrumunu alan tek teori), nötron dönen bir polarize değişkenden oluşur. elektromanyetik alan sabit bir bileşenle. Tamamı asılsız iddialar Standart model nötronun kuarklardan oluştuğu iddiasının gerçeklikle hiçbir ilgisi yoktur. - Fizik, nötronun elektromanyetik alanlara sahip olduğunu deneysel olarak kanıtlamıştır (toplam elektrik yükünün sıfır değeri, bir dipol elektrik alanının olmadığı anlamına gelmez; Standart Model bile, elementlerin üzerine elektrik yükleri getirerek dolaylı olarak kabul etmek zorunda kalmıştır). nötron yapısı) ve ayrıca bir yerçekimi alanı. Fizik, temel parçacıkların sadece elektromanyetik alanlara sahip olmakla kalmayıp, elektromanyetik alanlardan oluştuğunu da 100 yıl önce çok parlak bir şekilde tahmin etmişti; ancak 2010 yılına kadar bir teori oluşturmak mümkün değildi. Şimdi, 2015 yılında, temel parçacıkların yerçekimi teorisi de ortaya çıktı ve bu teori ortaya çıktı. elektromanyetik doğa yerçekimi ve alınan denklemler yerçekimi alanı birden fazlasının inşa edildiği yerçekimi denklemlerinden farklı temel parçacıklar matematik peri masalı fizikte.

Bir nötronun elektromanyetik alanının yapısı (E-sabit elektrik alanı, H-sabit manyetik alan, sarı alternatif elektromanyetik alan olarak işaretlenmiştir).

Enerji dengesi (toplam iç enerjinin yüzdesi):

• sabit elektrik alanı (E) - %0,18,
• sabit manyetik alan (H) - %4,04,
• alternatif elektromanyetik alan - %95,78.

Sıfır elektrik yüküne rağmen nötronun bir dipolü vardır elektrik alanı.

1 Nötron yarıçapı

Temel parçacıkların alan teorisi, bir temel parçacığın yarıçapını (r), merkezden maksimum kütle yoğunluğunun elde edildiği noktaya kadar olan mesafe olarak tanımlar.

Bir nötron için bu 3,3518 ∙10 -16 m olacaktır. Buna elektromanyetik alan katmanının kalınlığını da 1,0978 ∙10 -16 m eklemeliyiz.

O zaman 4,4496 ∙10 -16 m elde ederiz. Dolayısıyla nötronun dış sınırı merkezden 4,4496 ∙10 -16 m'den daha uzak bir mesafede bulunmalıdır. yarıçapa eşit proton ve bu şaşırtıcı değil. Temel bir parçacığın yarıçapı belirlenir kuantum sayısı L ve geri kalan kütlenin değeri. Her iki parçacık da aynı L ve M L kuantum sayılarına sahiptir ve dinlenme kütleleri biraz farklıdır.

2 Nötronun manyetik momenti

Tersine kuantum teorisi Temel parçacıkların alan teorisi, temel parçacıkların manyetik alanlarının, elektrik yüklerinin spin dönüşüyle ​​yaratılmadığını, ancak elektromanyetik alanın sabit bir bileşeni olarak sabit bir elektrik alanıyla aynı anda var olduğunu belirtir. Bu nedenle kuantum sayısı L>0 olan tüm temel parçacıklar manyetik alana sahiptir.

Temel parçacıkların alan teorisi, nötronun manyetik momentinin anormal olduğunu dikkate almaz; değeri, kuantum mekaniğinin temel bir parçacıkta çalıştığı ölçüde bir dizi kuantum sayısıyla belirlenir.

Yani bir nötronun manyetik momenti bir akım tarafından yaratılır:

• (0) sn manyetik moment-1 eħ/m 0n c

3 Bir nötronun elektrik alanı

Sıfır elektrik yüküne rağmen, temel parçacıkların alan teorisine göre nötronun sabit bir elektrik alanına sahip olması gerekir. Nötronu oluşturan elektromanyetik alanın sabit bir bileşeni vardır ve bu nedenle nötronun sabit bir manyetik alana ve sabit bir elektrik alanına sahip olması gerekir. Elektrik yükünden beri sıfıra eşit o zaman sabit elektrik alanı dipol olacaktır. Yani nötronun sabit bir elektrik alanı olması gerekir. alana benzer büyüklükleri eşit iki dağıtılmış paralel elektrik yükü ve karşıt işaret. Açık uzun mesafeler nötronun elektrik alanı, her iki yük işaretinin alanlarının karşılıklı olarak dengelenmesi nedeniyle pratik olarak algılanamayacaktır. Ancak nötron yarıçapı düzeyindeki mesafelerde, bu alanın benzer büyüklükteki diğer temel parçacıklarla etkileşimler üzerinde önemli bir etkisi olacaktır. Bu öncelikle atom çekirdeğindeki nötronun protonla ve nötronun nötronla etkileşimiyle ilgilidir. Nötron-nötron etkileşimi için bunlar aynı yöndeki dönüşler için itici kuvvetler ve zıt yöndeki dönüşler için çekici kuvvetler olacaktır. Nötron-proton etkileşimi için kuvvetin işareti yalnızca spinlerin yönüne değil aynı zamanda nötron ve protonun elektromanyetik alanlarının dönme düzlemleri arasındaki yer değiştirmeye de bağlıdır.
Bu nedenle, nötronun iki dağıtılmış paralel simetrik halka elektrik yükünün (+0,75e ve -0,75e), ortalama yarıçapından oluşan bir dipol elektrik alanına sahip olması gerekir. , uzakta bulunan

Bir nötronun elektrik dipol momenti (temel parçacıkların alan teorisine göre) şuna eşittir:

burada ħ Planck sabitidir, L temel parçacıkların alan teorisindeki ana kuantum sayısıdır, e temel elektrik yüküdür, m 0 nötronun hareketsiz kütlesidir, m 0~ bir nötronun hareketsiz kütlesidir. alternatif elektromanyetik alan, c ışığın hızıdır, P - elektrik vektörü dipol momenti(nötron düzlemine dik, parçacığın merkezinden geçer ve pozitif elektrik yüküne doğru yönlendirilir), s yükler arasındaki ortalama mesafedir, re temel parçacığın elektrik yarıçapıdır.

Görüldüğü gibi elektrik yükleri nötrondaki sözde kuarkların (+2/3e=+0.666e ve -2/3e=-0.666e) yüklerine yakın büyüklüktedir ancak kuarklardan farklı olarak nötronda elektromanyetik alanlar mevcuttur. doğası gereği sabite benzer bir yapıya sahiptir. Herhangi bir nötr temel parçacık, spinin büyüklüğünden bağımsız olarak bir elektrik alanına sahiptir ve... .

SI sisteminde (A) noktasındaki (yaklaşık olarak 10s > r > s yakın bölgesinde) bir nötronun elektrik dipol alanının potansiyeli şuna eşittir:

burada θ dipol moment vektörü arasındaki açıdır P ve gözlem noktası A'ya yön, r 0 - normalleştirme parametresi r 0 =0,8568Lħ/(m 0~ c), ε 0 - elektrik sabiti, r - temel öğenin ekseninden (alternatif elektromanyetik alanın dönüşü) uzaklığı Parçacıktan gözlem noktası A'ya, h, parçacığın düzleminden (merkezinden geçen) gözlem noktası A'ya olan mesafedir, h e - ortalama yükseklik nötr bir temel parçacıktaki elektrik yükünün konumu (0,5 saniyeye eşit), |...| - sayı modülü, P n - vektör büyüklüğü P N. (İÇİNDE GHS sistemiçarpan yoktur.)

SI sisteminde bir nötronun elektrik dipol alanının gücü E (yakın bölgede yaklaşık 10s > r > s) şuna eşittir:

Nerede N=R/|r| - nokta (∙) ile gösterilen gözlem noktası (A) yönünde dipolün merkezinden birim vektör nokta çarpım, vektörler kalın harflerle vurgulanmıştır. (GHS sisteminde çarpan yoktur.)

Nötronun elektrik dipol alan kuvvetinin bileşenleri (yakın bölgede yaklaşık 10s>r>s) boylamasına (| |) (dipolden çizilen yarıçap vektörü boyunca) bu nokta) ve SI sisteminde enine (_|_):

θ dipol moment vektörünün yönü arasındaki açıdır P n ve gözlem noktasına olan yarıçap vektörü (SGS sisteminde herhangi bir faktör yoktur).

Elektrik alan kuvvetinin üçüncü bileşeni, dipol moment vektörünün bulunduğu düzleme diktir. P n nötron ve yarıçap vektörü, - her zaman sıfıra eşittir.

Bir nötronun (n) elektrik dipol alanı ile elektrik arasındaki etkileşimin potansiyel enerjisi U dipol alanı SI sisteminde uzak bölgedeki (r>>s) (A) noktasındaki başka bir nötr temel parçacık (2) şuna eşittir:

burada θ n2 dipol elektrik momentlerinin vektörleri arasındaki açıdır P n ve P 2, θ n - dipol elektrik momentinin vektörü arasındaki açı P n ve vektör R, θ 2 - dipol elektrik momentinin vektörü arasındaki açı P 2 ve vektör R, R- dipol elektrik momentinin p n merkezinden dipol elektrik momentinin p 2 merkezine (gözlem noktası A'ya) vektör. (GHS sisteminde çarpan yoktur)

E değerinin klasik elektrodinamik kullanılarak hesaplanandan sapmasını azaltmak için normalleştirme parametresi r 0 eklenir ve integral hesabı yakın bölgede. Düzlemde bulunan bir noktada normalizasyon meydana gelir düzleme paralel nötronun merkezinden belirli bir mesafede (parçacık düzleminde) ve h=ħ/2m 0~ c yükseklik kaymasıyla uzaklaştırılan nötron; burada m 0~, alternatif elektromanyetik alanda bulunan kütle miktarıdır. dinlenme halindeki bir nötronun (bir nötron için m 0~ = 0,95784 m. Her denklem için r 0 parametresi bağımsız olarak hesaplanır. yaklaşık değer alan yarıçapını alabilirsiniz:

Yukarıdakilerin hepsinden, klasik elektrodinamik yasalarına göre, nötronun elektrik dipol alanının (doğada varlığı 20. yüzyıl fiziğinin hiçbir fikri yoktu) yüklü temel parçacıklarla etkileşime gireceği sonucu çıkıyor.

4 Nötron dinlenme kütlesi

Buna göre klasik elektrodinamik ve Einstein'ın formülü, nötron dahil kuantum sayısı L>0 olan temel parçacıkların geri kalan kütlesi, elektromanyetik alanlarının enerjisinin eşdeğeri olarak tanımlanır:

Nerede belirli integral bir temel parçacığın tüm elektromanyetik alanını ele alır, E elektrik alan kuvvetidir, H manyetik alan kuvvetidir. Burada elektromanyetik alanın tüm bileşenleri dikkate alınır: sabit bir elektrik alanı (nötronun sahip olduğu), sabit bir manyetik alan, alternatif bir elektromanyetik alan. Temel parçacıkların çekim alanı denklemlerinin türetildiği bu küçük ama çok fizik kapasiteli formül, birden fazla masal "teorisini" hurda yığınına gönderecek - bu yüzden bazı yazarları nefret ediyorum.

Yukarıdaki formülden aşağıdaki gibi, Bir nötronun geri kalan kütlesinin değeri, nötronun bulunduğu koşullara bağlıdır. Böylece, bir nötronu sabit bir dış elektrik alanına (örneğin bir atom çekirdeği) yerleştirerek, nötronun kütlesini ve stabilitesini etkileyecek olan E2'yi etkileyeceğiz. Bir nötron sabit bir manyetik alana yerleştirildiğinde de benzer bir durum ortaya çıkar. Bu nedenle, atom çekirdeği içindeki bir nötronun bazı özellikleri, alanlardan uzakta, vakumdaki serbest bir nötronun aynı özelliklerinden farklıdır.

5 Nötron ömrü

Fiziğin belirlediği 880 saniyelik ömür, serbest bir nötrona karşılık gelir.

Temel parçacıkların alan teorisi, bir temel parçacığın ömrünün, içinde bulunduğu koşullara bağlı olduğunu belirtir. Bir nötronu harici bir alana (örneğin manyetik alana) yerleştirerek onun elektromanyetik alanının içerdiği enerjiyi değiştiririz. Yönü seçebilirsiniz dış alan böylece iç enerji nötron azaldı. Sonuç olarak, bir nötronun bozunması sırasında daha az enerji açığa çıkacak, bu da bozunmayı zorlaştıracak ve temel parçacığın ömrünü uzatacaktır. Nötronun bozunmasının ek enerji gerektireceği ve dolayısıyla nötronun kararlı hale geleceği şekilde bir dış alan kuvveti değeri seçmek mümkündür. Komşu protonların manyetik alanının çekirdeğin nötronlarının bozunmasını önlediği atom çekirdeklerinde (örneğin döteryum) gözlemlenen tam olarak budur. Diğer konularda, çekirdeğe ilave enerji verildiğinde nötron bozunmaları yeniden mümkün hale gelebilir.

6 Yeni fizik: Nötron (temel parçacık) - özet

Standart Model (bu makalede atlanmıştır ancak 20. yüzyılda doğru olduğu iddia edilmiştir) nötronun bağlı olduğunu belirtmektedir. üç hali kuarklar: bir "yukarı" (u) ve iki "aşağı" (d) kuark (nötronun varsayılan kuark yapısı: udd). Doğada kuarkların varlığı deneysel olarak kanıtlanmadığından, doğadaki varsayımsal kuarkların yüküne eşit büyüklükte bir elektrik yükü tespit edilememiştir ve kuarkların izlerinin varlığı olarak yorumlanabilecek sadece dolaylı kanıtlar mevcuttur. Temel parçacıkların bazı etkileşimleri olsa da, farklı şekilde de yorumlanabiliyorsa, nötronun kuark yapısına sahip olduğu yönündeki standart model ifadesi, yalnızca kanıtlanmamış bir varsayım olarak kalır. Standart model de dahil olmak üzere herhangi bir model, nötron da dahil olmak üzere temel parçacıkların herhangi bir yapısını varsayma hakkına sahiptir, ancak nötronun oluştuğu varsayılan parçacıklar hızlandırıcılarda keşfedilene kadar, modelin beyanının kanıtlanmamış olduğu düşünülmelidir.

Nötronu tanımlayan standart model, kuarkları doğada bulunmayan (gluonları da kimse bulamadı) gluonlarla, doğada var olmayan alanlar ve etkileşimlerle tanıştırıyor ve enerjinin korunumu yasasıyla çelişiyor;

Temel parçacıkların alan teorisi ( Yeni fizik) nötronu doğada işleyen yasalar çerçevesinde doğada var olan alanlara ve etkileşimlere dayanarak tanımlar - bu BİLİMdir.

Vladimir Gorunoviç

Nötron, hadron sınıfına ait nötr bir parçacıktır. 1932'de İngiliz fizikçi J. Chadwick tarafından keşfedildi. Nötronlar protonlarla birlikte atom çekirdeğinin bir parçasıdır. Bir nötronun elektrik yükü sıfırdır. Bu, güçlü elektrik alanlarında bir nötron ışınının saptırılmasıyla yükün doğrudan ölçümüyle doğrulanır; bu, (burada temel elektrik yükü, yani. mutlak değer elektron yükü). Dolaylı veriler bir tahmin sağlar. Nötronun dönüşü 1/2'dir. Yarı tamsayı spinli bir hadron olarak baryonlar grubuna aittir (bkz. Proton). Her baryonun bir antiparçacığı vardır; Antinötron, 1956 yılında antiprotonların çekirdekler tarafından saçılması üzerine yapılan deneylerde keşfedildi. Bir antinötron, baryon yükünün işareti bakımından bir nötrondan farklıdır; Nötron da proton gibi baryon yüküne sahiptir.

Proton ve diğer hadronlar gibi, nötron da gerçek bir temel parçacık değildir: bir gluon alanıyla birbirine bağlanan, elektrik yüklü bir m-kuark ve yüklü iki kuarktan oluşur (bkz. Temel Parçacıklar, Kuarklar, Güçlü etkileşimler).

Nötronlar yalnızca kararlı atom çekirdeklerinde kararlıdır. Serbest nötron- proton, elektron ve elektron antinötrinosuna bozunan kararsız bir parçacık (bkz. Beta bozunması): . Nötron ömrü s, yani yaklaşık 15 dakikadır. Maddede nötronlar, çekirdekler tarafından güçlü bir şekilde emilmeleri nedeniyle serbest formda daha da az bulunur. Bu nedenle doğada bulunurlar veya laboratuvarda ancak nükleer reaksiyonlar sonucu üretilirler.

Çeşitli nükleer reaksiyonların enerji dengesine dayanarak, bir nötron ile bir protonun kütleleri arasındaki fark belirlendi: MeV. Bunu protonun kütlesiyle karşılaştırarak nötronun kütlesini elde ederiz: MeV; bu g'ye karşılık gelir veya elektronun kütlesi nerede.

Nötron her türde yer alır temel etkileşimler(bkz. Doğa güçlerinin birliği). Güçlü etkileşimler atom çekirdeğindeki nötronları ve protonları bağlar. Örnek zayıf etkileşim- nötron beta bozunması - burada zaten dikkate alınmıştır. Bu nötr parçacık katılıyor mu? elektromanyetik etkileşimler? Nötron var iç yapı ve içinde genel tarafsızlıkla, elektrik akımlarıözellikle nötronda manyetik bir momentin ortaya çıkmasına yol açar. Başka bir deyişle, manyetik alanda nötron pusula iğnesi gibi davranır.

Bu onun elektromanyetik etkileşiminin sadece bir örneğidir.

Elde edildiği nötronun dipol elektrik momentinin araştırılması büyük ilgi gördü. üst sınır: . İşte en çok etkili deneyler SSCB Bilimler Akademisi Leningrad Nükleer Fizik Enstitüsü'nden bilim adamları bunu başarmayı başardılar. Nötron dipol momentinin araştırılması, mikroişlemlerde zamanın tersine çevrilmesi altında değişmezliğin ihlal mekanizmalarının anlaşılması açısından önemlidir (bkz. Eşlik).

Nötronların yerçekimsel etkileşimleri doğrudan Dünya'nın yerçekimsel alanındaki oluşumlarından gözlemlendi.

Artık kabul edildi koşullu sınıflandırma nötronlar kendi kinetik enerji: yavaş nötronlar eV, bunların birçok çeşidi vardır), hızlı nötronlar(eV), yüksek enerjili eV). Çok ilginç özellikler ultrasoğuk adı verilen çok yavaş nötronlara (eV) sahiptir. Ultra soğuk nötronların "manyetik tuzaklarda" birikebileceği ve dönüşlerinin burada belirli bir yöne yönlendirilebileceği ortaya çıktı. Özel bir konfigürasyonun manyetik alanları kullanılarak, ultra soğuk nötronlar emici duvarlardan izole edilir ve bozunana kadar tuzakta "yaşayabilir". Bu, nötronların özelliklerini incelemek için birçok incelikli deneyin yapılmasına olanak tanır.

Ultra soğuk nötronları depolamanın bir başka yöntemi de onların dalga özellikleri. Düşük enerjide de Broglie dalga boyu (bkz. Kuantum mekaniği) o kadar büyüktür ki, tıpkı ışığın aynadan yansıdığı gibi, nötronlar da maddenin çekirdeğinden yansır. Bu tür nötronlar basitçe kapalı bir "kavanozda" saklanabilir. Bu fikir dile getirildi Sovyet fizikçisi Ya.B. Zeldovich tarafından 1950'lerin sonlarında yapıldı ve ilk sonuçlar neredeyse on yıl sonra Dubna'daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü'nde elde edildi. Son zamanlarda Sovyet bilim adamları, ultra soğuk nötronların doğal bozunmalarına kadar yaşadığı bir gemi inşa etmeyi başardılar.

Serbest nötronlar atom çekirdeğiyle aktif olarak etkileşime girerek nükleer reaksiyonlara neden olabilir. Etkileşim sonucu yavaş nötronlar Madde ile rezonans etkileri, kristallerdeki kırınım saçılımı vb. gözlemlenebilir. Bu özelliklerinden dolayı nötronlar nükleer ve katı hal fiziğinde yaygın olarak kullanılır. oynuyorlar önemli rol nükleer enerjide, üretimde uranyum ötesi elementler Ve radyoaktif izotoplar, bulmak pratik uygulama V kimyasal analiz ve jeolojik araştırmalarda.

Birinci bölüm. KARARLI ÇEKİRDEKLERİN ÖZELLİKLERİ

Yukarıda çekirdeğin nükleer kuvvetlerle bağlanan proton ve nötronlardan oluştuğu söylenmişti. Çekirdeğin kütlesini ölçersek atom birimleri kütle ise proton kütlesinin kütle numarası adı verilen bir tamsayı ile çarpımına yakın olmalıdır. Bir çekirdeğin yükü bir kütle numarası ise, bu, çekirdeğin proton ve nötron içerdiği anlamına gelir. (Çekirdekteki nötronların sayısı genellikle şu şekilde gösterilir:

Çekirdeğin bu özellikleri, daha sonra formda kullanılacak olan sembolik gösterime yansıtılmıştır.

X, çekirdeğin ait olduğu atomun bulunduğu elementin adıdır (örneğin, çekirdekler: helyum - , oksijen - , demir - uranyum)

Kararlı çekirdeklerin temel özellikleri şunları içerir: yük, kütle, yarıçap, mekanik ve manyetik momentler, uyarılmış durumların spektrumu, eşlik ve dört kutuplu moment. Radyoaktif (kararsız) çekirdekler ayrıca ömürleri, radyoaktif dönüşüm türleri, yayılan parçacıkların enerjisi ve aşağıda tartışılacak bir dizi diğer özel özelliklerle de karakterize edilir.

Öncelikle çekirdeği oluşturan temel parçacıkların özelliklerini ele alalım: proton ve nötron.

§ 1. PROTON VE NÖTRONUN TEMEL ÖZELLİKLERİ

Ağırlık. Elektron kütlesi birimlerinde: proton kütlesi, nötron kütlesi.

Atomik kütle birimlerinde: proton kütlesi, nötron kütlesi

Enerji birimlerinde, bir protonun geri kalan kütlesi, bir nötronun geri kalan kütlesidir.

Elektrik yükü. q, bir parçacığın bir elektrik alanıyla etkileşimini karakterize eden, elektron yükü birimleriyle ifade edilen bir parametredir;

Tüm temel parçacıklar ya 0'a ya da protonun yüküne eşit miktarda elektrik taşır. Bir nötronun yükü sıfırdır.

Döndürmek. Proton ve nötronun dönüşleri eşittir. Her iki parçacık da fermiyondur ve Fermi-Dirac istatistiklerine, dolayısıyla Pauli ilkesine uyar.

Manyetik an. Elektron kütlesi yerine elektronun manyetik momentini belirleyen formül (10)'da proton kütlesini yerine koyarsak, şunu elde ederiz:

Bu miktara nükleer magneton denir. Elektronla analoji yapılarak protonun spin manyetik momentinin eşit olduğu varsayılabilir. Ancak deneyimler protonun kendi manyetik momentinin nükleer magnetondan daha büyük olduğunu göstermiştir: modern verilere göre

Ek olarak, yüksüz bir parçacığın (bir nötronun) sıfırdan farklı ve eşit bir manyetik momente sahip olduğu ortaya çıktı.

Bir nötronda manyetik bir momentin varlığı vb. büyük değer Protonun manyetik momenti, bu parçacıkların nokta doğası hakkındaki varsayımlarla çelişmektedir. Elde edilen bir dizi deneysel veri son yıllar, hem protonun hem de nötronun bir komplekse sahip olduğunu gösterir heterojen yapı. Nötronun merkezinde pozitif bir yük vardır ve çevrede parçacığın hacmine eşit büyüklükte dağılmış bir negatif yük vardır. Ancak manyetik moment yalnızca akan akımın büyüklüğüne göre değil aynı zamanda kapladığı alana göre de belirlendiğinden, bunların yarattığı manyetik momentler eşit olmayacaktır. Bu nedenle bir nötron genel olarak nötr kalırken manyetik bir momente sahip olabilir.

Nükleonların karşılıklı dönüşümleri. Nötronun kütlesi protonun kütlesinden %0,14 veya elektronun kütlesinin 2,5 katı kadar büyüktür.

Serbest durumda bir nötron protona, elektrona ve antinötrinoya bozunur: Ortalama ömrü 17 dakikaya yakındır.

Proton kararlı bir parçacıktır. Ancak çekirdeğin içinde nötrona dönüşebilir; aynı zamanda tepki sürüyorşemaya göre

Soldaki ve sağdaki parçacıkların kütlelerindeki fark, çekirdekteki diğer nükleonların protona verdiği enerjiyle telafi edilir.

Bir proton ve bir nötron aynı dönüşlere, hemen hemen aynı kütlelere sahiptir ve birbirlerine dönüşebilirler. Daha sonra gösterilecek nükleer kuvvetler Bu parçacıklar arasında çiftler halinde etki eden parçacıklar da aynıdır. Bu yüzden onlara denir ortak ad- nükleon ve bir nükleonun iki durumda olabileceğini söylüyorlar: proton ve nötron, elektromanyetik alanla ilişkileri farklı.

Nötronlar ve protonlar, doğası gereği elektriksel olmayan nükleer kuvvetlerin varlığı nedeniyle etkileşime girer. Nükleer kuvvetler kökenlerini mezon alışverişine borçludur. Bağımlılığı tasvir edersek potansiyel enerji Bir proton ve düşük enerjili bir nötronun aralarındaki mesafeye bağlı olarak etkileşimi, o zaman yaklaşık olarak Şekil 2'de gösterilen grafiğe benzeyecektir. 5, a, yani potansiyel kuyu şeklindedir.

Pirinç. 5. Potansiyel etkileşim enerjisinin nükleonlar arasındaki mesafeye bağımlılığı: a - nötron-nötron veya nötron-proton çiftleri için; b - bir proton-proton çifti için

Nötron nedir? Yapısı, özellikleri ve işlevleri nelerdir? Nötronlar, tüm maddelerin yapı taşları olan atomları oluşturan parçacıkların en büyüğüdür.

Atomik yapı

Nötronlar, atomun yoğun bir bölgesi olan ve aynı zamanda protonlarla (pozitif yüklü parçacıklar) dolu olan çekirdekte bulunur. Bu iki element nükleer adı verilen bir kuvvet tarafından bir arada tutulur. Nötronların nötr yükü vardır. Pozitif yük proton eşlendi negatif yük Nötr bir atom oluşturmak için elektron. Çekirdekteki nötronlar atomun yükünü etkilemese de radyoaktivite düzeyi de dahil olmak üzere atomu etkileyen birçok özelliğe sahiptir.

Nötronlar, izotoplar ve radyoaktivite

Atomun çekirdeğinde yer alan parçacık, protondan %0,2 daha büyük olan bir nötrondur. Birlikte aynı elementin sahip olabileceği toplam kütlenin %99,99'unu oluştururlar. farklı miktar nötronlar. Bilim adamları atom kütlesinden bahsettiklerinde ortalama atom kütlesini kastediyorlar. Örneğin karbonun tipik olarak 6 nötronu ve 6 protonu vardır ve atom kütlesi 12'dir, ancak bazen atom kütlesi 13'tür (6 proton ve 7 nötron). Karbon atom numarası 14 de mevcuttur, ancak nadirdir. Bu yüzden, atom kütlesi karbon ortalamaları için 12.011.

Atomların nötron sayıları farklı olduğunda bunlara izotop denir. Bilim insanları daha büyük izotoplar oluşturmak için bu parçacıkları çekirdeğe eklemenin yollarını buldular. Artık nötronların eklenmesi atomun yükünü etkilemez çünkü yükleri yoktur. Ancak atomun radyoaktivitesini arttırırlar. Bu, deşarj olabilecek çok kararsız atomlara yol açabilir. yüksek seviyeler enerji.

Çekirdek nedir?

Kimyada çekirdek, proton ve nötronlardan oluşan bir atomun pozitif yüklü merkezidir. "Çekirdek" kelimesi, "fındık" veya "çekirdek" anlamına gelen kelimenin bir şekli olan Latince çekirdekten gelir. Terim, 1844 yılında Michael Faraday tarafından atomun merkezini tanımlamak için icat edildi. Çekirdeğin incelenmesi, bileşiminin ve özelliklerinin incelenmesiyle ilgili bilimlere nükleer fizik ve nükleer kimya denir.

Protonlar ve nötronlar güçlü nükleer kuvvet tarafından bir arada tutulur. Elektronlar çekirdeğe çekilir, ancak o kadar hızlı hareket ederler ki dönüşleri atomun merkezinden belli bir mesafede gerçekleşir. Artı işaretli nükleer yük protonlardan gelir, peki nötron nedir? Bu elektrik yükü olmayan bir parçacıktır. Protonlar ve nötronlar elektronlardan çok daha fazla kütleye sahip olduğundan, bir atomun neredeyse tüm ağırlığı çekirdekte bulunur. Bir atom çekirdeğindeki protonların sayısı onun bir element olarak kimliğini belirler. Nötron sayısı, atomun elementin hangi izotopu olduğunu gösterir.

Atom çekirdeği boyutu

Çekirdek atomun genel çapından çok daha küçüktür çünkü elektronlar merkezden daha uzakta olabilir. Bir hidrojen atomu çekirdeğinden 145.000 kat, bir uranyum atomu ise merkezinden 23.000 kat daha büyüktür. Hidrojen çekirdeği tek bir protondan oluştuğu için en küçüktür.

Çekirdekteki proton ve nötronların dizilişi

Proton ve nötronlar genellikle bir arada paketlenmiş ve kürelere eşit şekilde dağılmış olarak tasvir edilir. Ancak bu, gerçek yapının basitleştirilmesidir. Her nükleon (proton veya nötron) belirli bir enerji seviyesini ve konum aralığını işgal edebilir. Çekirdek küresel olabileceği gibi armut şeklinde, küresel veya disk şeklinde de olabilir.

Proton ve nötronların çekirdekleri, kuark adı verilen en küçük parçalardan oluşan baryonlardır. Çekici kuvvetin menzili çok kısa olduğundan proton ve nötronların birbirine çok yakın olması gerekir. Bu güçlü çekim, yüklü protonların doğal itme kuvvetinin üstesinden gelir.

Proton, nötron ve elektron

Böyle bir bilimin gelişmesinde güçlü bir ivme nükleer fizik, nötronun keşfiydi (1932). Bunun için Rutherford'un öğrencisi olan İngiliz fizikçiye teşekkür etmeliyiz. Nötron nedir? Bu, serbest durumdayken sadece 15 dakika içinde kütlesiz nötr parçacık olarak adlandırılan proton, elektron ve nötrinoya bozunabilen kararsız bir parçacıktır.

Parçacık adını elektrik yükü olmadığından, nötr olduğundan alır. Nötronlar son derece yoğundur. İzole bir durumda, bir nötronun kütlesi yalnızca 1,67·10 - 27 olacaktır ve eğer nötronlarla yoğun bir şekilde dolu bir çay kaşığı alırsanız, ortaya çıkan madde parçasının ağırlığı milyonlarca ton olacaktır.

Bir elementin çekirdeğindeki proton sayısına atom numarası denir. Bu sayı her öğeye benzersiz kimliğini verir. Karbon gibi bazı elementlerin atomlarında çekirdekteki proton sayısı her zaman aynıdır ancak nötron sayısı değişebilir. Atom bu elementinÇekirdeğinde belirli sayıda nötron bulunanlara izotop denir.

Tek nötronlar tehlikeli midir?

Nötron nedir? Bu protonla birlikte yer alan bir parçacıktır. Ancak bazen kendi başlarına da var olabilirler. Nötronlar atom çekirdeğinin dışında olduklarında potansiyel kazanırlar. tehlikeli özellikler. Birlikte hareket ettiklerinde yüksek hızölümcül radyasyon üretirler. İnsanları ve hayvanları öldürme yetenekleriyle bilinen nötron bombaları, cansız fiziksel yapılar üzerinde minimum etkiye sahiptir.

Nötronlar atomun çok önemli bir parçasıdır. Yüksek yoğunluk Bu parçacıkların sayısı, hızlarıyla birleştiğinde onlara olağanüstü bir özellik kazandırır. yıkıcı güç ve enerji. Bunun sonucunda çarptıkları atomların çekirdeklerini değiştirebilir, hatta parçalayabilirler. Bir nötronun net nötr elektrik yükü olmasına rağmen, yük bakımından birbirini iptal eden yüklü bileşenlerden oluşur.

Atomdaki nötron çok küçük bir parçacıktır. Protonlar gibi onlar da görülemeyecek kadar küçüktürler. elektron mikroskobu ama oradalar çünkü öyle tek yol Atomların davranışını açıklıyor. Nötronlar bir atomun stabilitesi için çok önemlidir, ancak atom merkezinin dışında uzun süre var olamazlar ve ortalama olarak yalnızca 885 saniyede (yaklaşık 15 dakika) bozunurlar.

NÖTRON

NÖTRON

(İngilizce nötron, Latince nötrden - ne biri ne de diğeri) (n), elektriksel olarak nötr element. spini 1/2 olan ve kütlesi protonun kütlesini biraz aşan parçacık; hadronlar sınıfına aittir ve baryonlar grubuna dahildir. Tüm atom çekirdekleri protonlardan ve nitrojenden yapılmıştır. N. 1932'de açıldı. keşfedilen şeyin olduğunu tespit eden fizikçi J. Chadwick fizikçiler V. Bothe ve G. Becker tarafından, bombardıman sırasında meydana gelen delici. çekirdek a-partikülleri, yüksüzlerden oluşur. protona yakın bir kütleye sahip ch-t'ler.

N. yalnızca stabil bileşiminde stabildir. çekirdekler. Serbest N., şu şemaya göre bozunan kararsız bir parçacıktır: n®p+e-+v=c (N.'nin beta bozunması); Çar N.t=15,3 dk. Maddelerde serbest nötronlar, çekirdekler tarafından güçlü bir şekilde emilmeleri nedeniyle daha da az bulunur (yoğun maddelerde - birimlerde - yüzlerce mikrosaniye). Bu nedenle serbest N. doğada bulunur veya laboratuvarda yalnızca zehir olarak elde edilir. reaksiyonlar. Serbest N., at ile etkileşime giriyor. çekirdekler diferansa neden olur. . Zehrin uygulanmasında N.'nin daha fazla etkinliği. reaksiyonlar, yavaş N. ile etkileşimin benzersizliği (rezonans etkileri, kristallerdeki kırınım saçılması vb.), N.'yi zehir araştırmaları için son derece önemli bir araç haline getirir. fizik ve fizik TV. vücut (bkz. NÖTRONOGRAFİ). pratikte N. uygulamaları zehirlenmelerde anahtar rol oynamaktadır. enerji, transuranik elementlerin ve radyoaktivitenin üretiminde. izotoplar (yapay) ve kimyada da kullanılır.

analiz (aktivasyon analizi) ve geol. keşif (nötron kaydı).

Nötronların temel özellikleri.

Ağırlık. Nötron ve proton kütleleri arasındaki fark en doğru şekilde belirlenir: enerjiyle ölçülen mn--mp=1,29344(7) MeV. denge farkı BEN. reaksiyonlar. Dolayısıyla (ve bilinen erime noktası) mn = 939,5731(27) MeV veya mn»1,675X10-24 g»1840me (me - el-na).

Spin ve istatistik. N.J dönüşü, çok yavaş bir N. ışınının homojen olmayan bir manyetik alanda bölünmesiyle ölçüldü. . Quant'a göre. Mekanikte kiriş 2J+1 parçaya bölünmelidir. demetler. İki ışına bölünme gözlemlendi, yani N. J = 1/2 ve N., Fermi - Dirac istatistiklerine uyuyor (bu, bağımsız olarak at. çekirdeklerinin yapısına ilişkin deneysel verilere dayanarak oluşturulmuştur). Yavaş nötronların 15 MeV'ye kadar enerjilerdeki protonlar tarafından saçılması, atalet sisteminin merkezinde küresel olarak simetriktir. Bu, saçılmanın bağıl durumdaki np'nin etkisi ile belirlendiğini gösterir. yörüngelerden gelen hareketler. moment l=0 (S-dalgası olarak adlandırılır). De Broglie N. ?? zehirin etki yarıçapı. kuvvet N.?2 10-13 cm için 10 MeV enerjide olduğundan, N.'nin bu enerjilerdeki protonlar üzerindeki saçılımının bu özelliği, zehirin etki yarıçapının büyüklük sırası hakkında bilgi verir. kuvvet Mikropartiküllerin saçılması teorisinden, S-durumunda saçılmanın aksiyon potansiyelinin ayrıntılı şekline zayıf bir şekilde bağlı olduğu ve iki parametreyle iyi bir doğrulukla tanımlandığı sonucu çıkar: eff. potansiyelin yarıçapı r ve saçılma uzunluğu a. Np saçılımını tanımlamak için, sistem iki durumda olabileceğinden parametre sayısı iki kat daha fazladır. toplam dönüş: 1 (üçlü durum) ve 0 (tekli durum). Deneyimler, N.'nin saçılma uzunluklarının bir proton ve eff ile olduğunu göstermektedir. tekli ve üçlü hallerdeki etki yarıçapları farklıdır, yani zehir. kuvvetler toplama bağlıdır geri h-ts. Özellikle iletişim. sistemin durumu np - döteryum çekirdeği yalnızca spin 1'de mevcut olabilir. Tekli durumdaki saçılma uzunluğu, pp saçılma deneylerinden belirlenir (Pauli ilkesine göre S durumundaki iki proton yalnızca bir sıfır toplam spinli durum), tekli durumdaki np saçılımının uzunluğuna eşittir. Bu izotopik ile tutarlıdır Güçlü eylemin değişmezliği. Bağlantı eksikliği. Tekli durumda ve izotopik np sistemleri. değişmezlik zehiri. kuvvetler bir bağlantının var olamayacağı sonucuna varır. iki N'li sistemlere denir. binötron. Nn saçılımına ilişkin doğrudan deneyler, nötron hedeflerinin bulunmaması nedeniyle değil, dolaylı olarak gerçekleştirildi. veriler (çekirdeklerin özellikleri) ve daha doğrudan veriler - 3H+3H®4He+2n, p-+d®2n+g reaksiyonlarının incelenmesi izotop hipoteziyle tutarlıdır. değişmezlik zehiri. kuvvetler ve bir binötronun yokluğu. (Eğer binötron mevcut olsaydı, bu reaksiyonlarda karşılık gelen a parçacıklarının ve g-kuantanın enerji dağılımlarındaki zirveler oldukça belirli enerjilerde gözlemlenirdi.) Zehir olmasına rağmen. Tekli haldeki etki, bir binötron oluşturacak kadar güçlü değildir; bu, bağ oluşumu olasılığını dışlamaz. gelen sistemler büyük sayı yalnızca nötron çekirdekleri (üç veya dört nötrondan oluşan çekirdekler tespit edilmedi).

Elektromanyetik etkileşim. N.'nin azizleri magnezyumun varlığıyla belirlenir. Momentin yanı sıra N. içinde mevcut olan dağılım da koyacaktır. ve inkar et. Yükler ve akımlar. Magn. N.'nin anı, N.'nin dış durumlardaki davranışını belirler. el.-magn. alanlar: N. ışınının homojen olmayan bir manyetik alanda bölünmesi. alan, spin devinimi N. Int. el.-magn. N. yapısı (bkz. FORM FAKTÖRÜ) elektronlar saçıldığında ortaya çıkar yüksek enerji N. üzerinde ve N. üzerinde mezonların g-kuanta ile üretim süreçlerinde. Manyetik etki moment N. mıknatıslı. anlar elektron kabukları Atomlar, de Broglie uzunluğu olan N. için önemli ölçüde ortaya çıkar. boyutları (? NÖTRONOGRAFİ). Manyetik girişim nükleer saçılma, polarize yavaş N ışınlarının elde edilmesini sağlar. Manyetik etkiler. moment N. elektrikle nükleer alan belirli bir duruma neden olur Schwinger saçılması (ilk kez Amerikalı fizikçi Yu. Schwinger tarafından belirtilmiştir). Toplam saçılma küçüktür, ancak küçük açılarda (= 3°) zehir kesitiyle karşılaştırılabilir hale gelir. saçılma; N., bu açılarda dağılmış durumda güçlü derece polarize. N.'nin e-nom'la ilişkisi kendisininkiyle ilgili değil. veya yörüngeler. an el-na, ana yola iniyor. mıknatısın yükselişine. moment N. elektrikle e-posta alanı. Bu etki çok küçük de olsa yapılan incelemede gözlemlemek mümkün oldu. deneyler.

Zayıf (I., N.'nin parçalanması gibi süreçlerde kendini gösterir: n®p+e-+v=e, yakalama elektron proton: v=e+p®n+e+ ve müon nötronu: vm+n®p+m-, zehir. müonların yakalanması: m-+р®n+vm, garip parçacıkların bozunmaları, ör. L®p°+n ve zehirde. II.'nin neden olduğu reaksiyonlar. ve boşlukları ihlal ederek yürümek. parite.

Yerçekimi etkileşimi N., durgun kütlesi olan tek elementtir. h-ts, kesim için yerçekimi kuvveti doğrudan gözlemlendi. sapma - karasal yerçekimi alanında iyi ayarlanmış bir soğuk N ışınının yörüngesinin eğriliği. N., deneyin doğruluğu dahilinde yerçekimi ile çakışmaktadır. ivme makroskobik tel.

Evrendeki ve Dünya'ya yakın uzaydaki nötronlar.

Evrendeki genişlemenin ilk aşamalarındaki parçacıkların sayısı sorusu kozmolojide önemli bir rol oynamaktadır. Sıcak Evren modeline göre bu şu anlama gelir. Başlangıçta mevcut olan serbest N.'nin bir kısmının genişleme sırasında parçalanma zamanı vardır. N.'nin protonlar tarafından yakalanan kısmı sonuçta yakl. %30 He çekirdeği içeriğine ve %70 proton içeriğine kadar. Hadi deneyelim. Evrendeki He yüzdesinin belirlenmesi kritik olanlardan biridir. Sıcak Evren modelinin testleri. Bazı durumlarda yıldızların evrimi oluşumuna yol açar nötron yıldızları(özellikle pulsarları içerir). Kozmosun birincil bileşeninde. Kararsızlıklarından dolayı N. ışınları yoktur. Ancak kozmosun etkisi. atom çekirdeğine sahip ışınlar dünyanın atmosferi Atmosferde nitrojen oluşumuna yol açar. Bu N.'nin neden olduğu 14N (n, p) 14C reaksiyonu anadır. radyoakt kaynağı canlı organizmalara girdiği atmosferdeki karbon izotopu 14C; Organikte 14C içeriğinin belirlenmesi üzerine. kalıntılar dayanmaktadır radyokarbon tarihleme jeokronoloji. Atmosferden Dünya'ya yakın uzaya yayılan yavaş nötronların bozunması. pr-vo, yavl. dahili bilgileri dolduran e-posta kaynaklarından biri Dünya'nın radyasyon kuşaklarının bölgesi.

Fiziksel ansiklopedik sözlük. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. . 1983 .

NÖTRON

(n) (Latince nötrden - ne biri ne de diğeri) - sıfır elektrik gücüne sahip temel bir parçacık. yük ve kütle, önemsiz daha büyük kütle proton. Genel adı altında protonla birlikte. Nükleon atom çekirdeğinin bir parçasıdır. H.'nin spini 1/2'dir ve bu nedenle itaat eder Fermi-Dirac istatistikleri(bir fermiyondur). Aileye ait adra-kasım; sahip olmak baryon numarası B= 1, yani gruba dahil baryonlar.

1932'de J. Chadwick tarafından keşfedildi ve o, berilyum çekirdeklerinin a-partikülleri tarafından bombardımanından kaynaklanan sert nüfuz eden radyasyonun, kütlesi yaklaşık olarak protonunkine eşit olan elektriksel açıdan nötr parçacıklardan oluştuğunu gösterdi. 1932'de D. D. Ivanenko ve W. Heisenberg şunu öne sürdüler: atom çekirdeği protonlardan ve H'den oluşur. Yükün aksine. parçacıklar, H. herhangi bir enerjide ve ile çekirdeklere kolayca nüfuz eder yüksek olasılık nedenleri nükleer reaksiyonlar Reaksiyondaki enerji dengesi pozitifse (n,g), (n,a), (n, p)'yi yakalayın. Ekzotermik olasılığı H yavaşladıkça nükleer reaksiyon artar. Ters orantılıdır. onun hızı. Hidrojen içeren ortamda yavaşlatıldığında H. yakalama reaksiyonlarında bir artış, 1934'te E. Fermi ve iş arkadaşları tarafından keşfedildi. H.'nin ağır çekirdeklerin bölünmesine neden olma yeteneği, O. Hahn ve F tarafından keşfedildi. 1938'de Strassmann (F. Strassman) (bkz. Nükleer fisyon), yaratılışın temeli olarak hizmet etti nükleer silahlar Ve nükleer güç. Atomik mesafeler düzeyinde bir de Broglie dalga boyuna sahip olan yavaş nötronlar maddesiyle etkileşimin özelliği (rezonans etkileri, kırınım vb.), fizikte nötron ışınlarının yaygın kullanımının temelini oluşturur. sağlam. (H.'nin enerjilere göre sınıflandırılması - hızlı, yavaş, termal, soğuk, ultra soğuk - bkz. Sanat. Nötron fiziği.)

Serbest durumda H. kararsızdır - B bozunmasına uğrar; np + e - + v e; ömrü t n = = 898(14) s, elektron spektrumunun sınırlayıcı enerjisi 782 keV'dir (bkz. Nötron beta bozunması).İÇİNDE bağlı durum Kararlı çekirdeklerin bileşiminde H. kararlıdır (deneysel tahminlere göre ömrü 10 32 yılı aşmaktadır). Astr'ye göre. Evrenin görünür maddesinin %15'inin 4 He çekirdeğinin bir parçası olan H. tarafından temsil edildiği tahmin edilmektedir. H. esas kişidir bileşen nötron yıldızları. Doğada serbest H. oluşur nükleer reaksiyonlar a parçacıklarının neden olduğu radyoaktif bozunma, kozmik ışınlar ve ağır çekirdeklerin kendiliğinden veya zorla bölünmesinin bir sonucu olarak. Sanat. H.'nin kaynakları nükleer reaktörler, nükleer patlamalar, hedefleri olan protonların (ortalama enerji) ve elektronların hızlandırıcıları ağır elementler. 14 MeV enerjiye sahip monokromatik H. ışınlarının kaynakları düşük enerjilidir. trityum veya lityum hedefli döteron hızlandırıcıları ve gelecekte bu tür H.'nin yoğun kaynakları ortaya çıkabilir termonükleer tesisler UTS. (Santimetre. Nötron kaynakları.)

H.'nin temel özellikleri

Kütle H. t p = 939,5731(27) MeV/sn 2 = = 1,008664967(34) at. birimler kütle 1.675. 10 -24 g. H. ile protonun kütleleri arasındaki fark maksimumdan ölçüldü. enerjiden doğruluk. H.'nin bir proton tarafından yakalanma reaksiyonunun dengesi: n + p d + g (g-kuantum enerjisi = 2,22 MeV), M N- M p = 1,293323 (16) MeV/c2 .

Elektrik yükü H. Q N = 0. En doğru doğrudan ölçümler Q n, soğuk veya aşırı soğuk H. ışınlarının elektrostatik olarak saptırılmasıyla yapılır. alan: Q N<= 3·10 -21 o - elektron yükü). Kosv. elektrik verileri tarafsızlık makroskobik. verdikleri gaz miktarı Qn<= 2.10 -22 e.

H'yi döndürün. J= 1/2, homojen olmayan bir manyetik alanda bir H ışınının bölünmesi üzerine yapılan doğrudan deneylerden belirlendi. alanı iki bileşene ayırır [genel durumda, bileşen sayısı (2)'ye eşittir) J + 1)].

Dahili parite H. pozitif. İzotopik spin I = 1 / 2, projeksiyon izotopu iken. geri H. BEN 3 = - 1/2. İçinde S.Ü.(3)-simetri H. baryon oktetine dahil edilmiştir (bkz. Üniter simetri).

Manyetik moment H. H.'nin elektriksel nötrlüğüne rağmen, manyetik momenti. an sıfırdan önemli ölçüde farklıdır: m n = - 1,91304184(88)m I, burada m I = e/ 2M P C- nükleer manyeton(M p - proton kütlesi); mıknatıs işareti Moment, dönüş yönüne göre belirlenir. Manyetik karşılaştırma protonun momentleri (mp = 2.7928456) ve H., "çıplak" nükleonun p-mezon ortamının (kaplamasının) nükleon yapısının oluşumundaki rolünü varsaymayı mümkün kıldı. m p ve m n oranı (m p / m n - 3 / 2), nükleonların kuark yapısı hakkındaki fikirler çerçevesinde açıklanabilir (aşağıya bakınız). Naib. tam olarak m n, m p yöntemiyle karşılaştırılarak ölçüldü nükleer manyetik rezonans bir avuç soğuk H.

Elektrik dipol momenti H. Dinamik, yani indüklenmiş dipol momenti H. güçlü bir elektrikte ortaya çıkabilir. alan, ör. H.'nin ağır bir çekirdeğe saçılması sırasında veya gama ışınlarının bir döteron üzerine saçılması sırasında. Elektrik enerjisinde parçacık enerjisindeki değişim. alan D = -(a o 2 /2) ilişkisiyle belirlenir. e 2, burada 0 parçacığın polarize edilebilirliğidir, e - alan gücü. Deneyler tahminlere 0 veriyor<= 10 -42 см 3 (принята , в к-рой = İle= 1).

Statik elektrik Bir temel parçacığın dipol momenti (EDM), eğer deneyimlediği etkileşimler ona göre değişmezse, aynı şekilde sıfıra eşit olmalıdır. zamanın tersine çevrilmesi(T-değişmezler). EDM sıfırdan farklıdır: T- değişmezlik bozuldu, buna göre CPT teoremi(yani yük birleşimi, uzaysal ters çevirme ve zamanın tersine çevrilmesi), ihlale eşdeğerdir SR-değişken. Her ne kadar ihlal SR-değişmezlik 1964'te K 0'ın bozunumunda keşfedildi L-meson, hala SR-Diğer parçacıklar (veya sistemler) için değişmez olmayan etkiler gözlemlenmedi. Modern olarak temel parçacık ihlaline ilişkin birleşik ayar teorileri T(veya C.P.)-değişmezlik oluşabilir elektrozayıf etkileşim, etki büyüklüğü son derece küçük olmasına rağmen. Fark ihlal modelleri SR-değişmezlikler EDM H. değerini (10 -24 -10 -32) düzeyinde tahmin eder e. bkz. Elektrikli olması nedeniyle tarafsızlık H. arama için çok uygun bir nesnedir SR- değişmezlik. Naib. hassas ve güvenilir yöntem - elektrikle NMR yöntemi mıknatısın üzerine uygulanan alan. Iole. Elektriğin yönünü değiştirme Rezonans NMR spektrometresinin diğer tüm özelliklerini korurken alan, NMR frekansında D değeri kadar bir kaymaya neden olur v = - 4dE, Nerede D- EDM. İçin d~ 10 -25 e. cm Dv ~10 -6 Hz. Bir NMR spektrometresinde ultra soğuk H.'yi tutma yöntemini kullanarak böyle bir hassasiyete ulaşmak mümkündür. Maksimum alınan EDM H.'de kesin sınırlama: D N<= 2·10 -25 e. santimetre .

H yapısı.

H., protonla birlikte en hafif baryonlara aittir. Modern göre fikirler, en hafif üç değerlikten oluşur kuarklar(iki D-kuarklar ve bir sen-kuark) üç rengin renksiz bir kombinasyon oluşturması. Değerlik kuarklara ve onları bağlayanlara ek olarak gluonlar Bir nükleon, ağır kuarklar (tuhaf, büyülenmiş vb.) de dahil olmak üzere sanal kuarklardan oluşan bir "deniz" içerir. Kuantum sayıları H. tamamen değerlik kuarklar ve uzaylar kümesi tarafından belirlenir. yapı - kuarkların ve gluonların etkileşiminin dinamiği. Bu etkileşimin bir özelliği eff'deki artıştır. etkileşim sabitleri ( etkili şarj)artan mesafeyle, böylece etkileşim alanının boyutu sözde alanla sınırlanır. kuark hapsi - yarıçapı ~10-13 cm olan renkli nesnelerin hapsedildiği bölge (bkz. Renk tutma).

Tutarlı modern dayalı hadronların yapısının açıklaması güçlü etkileşim teorisi - kuantum renk dinamiği - Teorik toplantı sırasında. ancak çoğu kişi için zorluklar görevleri tamamen yerine getirecektir. Sonuçlar, temel nesneler olarak temsil edilen nükleonların mezon değişimi yoluyla etkileşiminin bir açıklamasıyla verilmektedir. Hadi deneyelim. uzayların keşfi. H. yapısı, yüksek enerjili leptonların (modern teoride nokta parçacıkları olarak kabul edilen elektronlar, müonlar, nötrinolar) döteronlar üzerine saçılması kullanılarak gerçekleştirilir. Bir proton üzerindeki saçılmanın katkısı derinlik olarak ölçülür. deney ve tanım kullanılarak çıkarılabilir. hesaplayacak. prosedürler.

Elektronların bir döteron üzerinde elastik ve yarı elastik (döteron bölünmesiyle) saçılması, elektriksel yoğunlukların bulunmasını mümkün kılar. şarj ve manyetik an H.( form faktörü H.). Deneye göre manyetik yoğunluk. moment H. birkaç mertebesinde bir doğrulukla. yüzde elektrik yoğunluğunun dağılımı ile örtüşmektedir. proton yüküne sahiptir ve ~0,8·10-13 cm (0,8 F) ortalama karekök yarıçapına sahiptir. Magn. H. form faktörü sözde oldukça iyi açıklanmıştır. dipol f-loy G M n = m n (1 + Q 2 /0.71) -2, burada Q 2 - aktarılan momentumun birim cinsinden karesi (GeV/c) 2.

Daha karmaşık bir soru ise elektrik akımının büyüklüğüyle ilgilidir. (yük) form faktörü H. GE N. Döteron saçılma deneylerinden şu sonuca varabiliriz: GE N( Q 2 ) <= İletilen darbelerin kareleri aralığında 0,1 (0-1) (GeV/c) 2. Şu tarihte: Q Sıfır elektriğe eşitlik nedeniyle 2 0. H.'yi suçla. GE N- > 0 ancak deneysel olarak belirlenebilir dG E N( Q 2 )/dq 2 | Q 2=0 . Bu değer maksimumdur. ölçümlerden tam olarak bulundu saçılma uzunlukları H. ağır atomların elektron kabuğunda. Temel Bu etkileşimin bir kısmı manyetik alan tarafından belirlenir. an H. Maks. hassas deneyler ne-saçılım uzunluğunu verir A ne = -1,378(18) . 10 -16 cm, manyetik alanın belirlediği hesaplanan değerden farklıdır. an H.: A ne = -1,468. 10 -16 cm. Bu değerler arasındaki fark elektrik karesinin ortalamasını verir. yarıçap H.<R 2 e n >= = 0,088(12) Fili dG E N( Q 2)/dq 2 | Q 2=0 = -0,02 F2 . Verilerin geniş dağılımı ve ayrışması nedeniyle bu rakamlar nihai olarak kabul edilemez. bildirilen hataları aşan deneyler.

İÇİNDE son derece esnek olmayan süreç saçılma (çoğunlukla pionlar olmak üzere birçok ikincil hadronun yaratılmasıyla etkileşim), bir olay noktası parçacığı (lepton), nükleonun - kuarkların nokta bileşenleriyle doğrudan etkileşime girer. Kuark bileşimi H. ( ddu)maks. yüksek enerjili nötrinoların ve antinötrinoların proton ve nötron (döteryum içeren) hedefleriyle etkileşimi ile ilgili deneylerde açıkça ortaya çıkmaktadır. Örneğin, toplam reaksiyon kesiti s v m n m - X (burada X hadronlar kümesidir) toplam reaksiyon kesitinin yaklaşık iki katıdır v m p m - X, çünkü v m yalnızca şununla etkileşime girer: D-kuark [protonun kuark bileşimi ( uud)]. Aynı şekilde Toplam kesitlerin bu basit ilişkilerine yönelik düzeltmeler ana hatlarıyla ilgilidir. sanal kuark-antikuark çiftlerinden oluşan bir "denizin" varlığıyla.

Etkileşimler H.

H.'nin nükleonlarla güçlü etkileşimi. Sonuç olarak izotopik Değişmezlik, nötron-nötron ve proton-proton etkileşimleri için kesitlerin eşitliğidir, eğer ikinci durumda Coulomb etkileşiminin katkısı dikkate alınırsa. Kuark-gluon seviyesinde izotop. küçük kütle farkının bir sonucudur D- Ve sen-kuarklar (kuark kütlesinin kendisi küçükse). Bu aynı zamanda proton ve H.'nin kütleleri arasındaki farkın küçüklüğünü ve bu farkın büyüklüğünü ve işaretini de açıklamaktadır ( D- kuark daha ağırdır sen-kuark).

Düşük enerjilerde (15 MeV'ye kadar), H.'nin bir proton üzerindeki saçılması kütle merkezi sisteminde izotropiktir, yani etkileşim esas olarak belirlenir. S-dalga (yörünge momentumuyla bağıl hareket L= 0). İçin S-dalga etkileşimi, saçılma kesiti iki parametre ile karakterize edilebilir - eff. etkileşim potansiyelinin yarıçapı ve saçılma uzunluğu. Bağımlılık ilişkilidir. H. ve protonun dönüşlerinin yönü, parametre sayısını iki katına çıkarır, çünkü tekli (sistemin toplam dönüşü 0) ve üçlü (toplam dönüş 1) durumları için saçılma uzunlukları farklıdır (birkaç kez farklılık gösterir). Modern saçılma uzunlukları ve eff değerleri. yarıçap (F cinsinden): = 1,70(3), işletim sistemi= 2,67(3). Np saçılımının parametreleri, pp ve nn saçılımı ile doğrudan karşılaştırılamaz, çünkü pp ve nn sistemleri aşağıdakilere uygun olarak Pauli ilkesiüçlü durumda olamaz. Pp saçılımının singlet uzunluğu şuna eşittir: A s. = -7.815(8) F, R 0 = 2,758 F. Coulomb katkısının hesaplanması A pp tamamen nükleer bir pp saçılma uzunluğu elde edilmesini sağlar A I pp, kenar -17,25 F'ye eşit çıkıyor. İzotopik olarak. değişmezlik, A ben pp = A nn. Deneyin zorluğu nedeniyle serbest H.'nin doğrudan etkileşimi henüz gözlemlenmediğinden, nn saçılımının parametrelerini belirlemek zor bir problemdir. Birkaçı önerildi. Yüksek akışlı darbeli veya sabit reaktörlerin kirişlerinde doğrudan nn saçılımını aramak için deneysel seçenekler.

Naib. hakkında belirli bilgiler A kişi başı . p-d 2ng reaksiyonunun incelenmesiyle elde edildi: A nn = - 18,45(46) F ve reaksiyonlar nd p2n: A nn = - 16,73(45) F. Sonuçlardaki tutarsızlık, sıfır enerjili H.'ye ekstrapolasyon prosedürünün belirsizliğinden ve döteronun yetersiz tanımından kaynaklanmaktadır. Karşılaştırma A nn ve A pp, izotopik olduğu sonucuna varabiliriz. deneysel olmasına rağmen değişmezlik gözlenir. yetersiz.

Nükleer fiziğin gelişiminin ilk aşamalarında, nükleer kuvvetlerin özelliklerinin anlaşılmasında temel bilgiler önemli bir rol oynadı. Döteronun özellikleri. Döteron, -2,224 MeV bağlanma enerjisine sahip bağlı üçlü bir durumdur. Tekli durumu pozitiftir. bağlanma enerjisi 64 keV olup bir rezonanstır. Dr. Np sisteminde düşük enerji bölgesinde rezonans ve sınır durumları yoktur. Bu iki parametre, nükleon-nükleon etkileşimini ve nükleer kuvvetlerin yarıçapını belirlemeyi mümkün kılar. Döteronda dört kutuplu bir elektriğin varlığı. an S = 2.859. 10 -27 cm2 tensör nükleer kuvvetlerinin varlığı sonucunu doğurur.

Radyasyon H.'nin bir proton (nр dg) tarafından yakalanması en basit nükleer reaksiyondur. Düşük enerjilerde (H) yakalama kesiti H hızına bağlıdır: 1 / sen . Termal H. için (l = 1,73 ile) s n g = 0,311 ahır.

İzotopik nükleer kuvvetlerin değişmezliği ve bilinen tekli np durumu, bağlı bir nn durumunun (di-nötron) yokluğunu haklı çıkarmayı mümkün kılar. Hadi deneyelim. A + B C + 2n tipi reaksiyonlarda bunun aranması şu sonucu doğrulamaktadır: dinötron üretim kesiti<=10 -29 см 2 . Не найдены также связанные состояния трёх и четырёх H. Для большего числа H. существование связанных состояний не исключено, хотя вероятность их образования в исследованных ядерных реакциях должна быть крайне мала.

Yüksek enerjili nükleon-nükleon etkileşiminde karakteri değişir. Gelen nükleonların enerjilerinde (200-400) MeV, ~0,3 F mesafeden yaklaşmalarına karşılık gelir, etkileşimde itici reaksiyonlar ortaya çıkar. kuvvet. Bu fenomen genellikle nükleonlardan oluşan sert bir itici çekirdeğin (çekirdeğin) varlığıyla karşılaştırılır ve örneğin ağır vektör mezonlarının kısa mesafelerdeki değişimindeki baskın role atfedilir. w-mezonlar. Bu açıklama mümkün olan tek açıklama değil. “Kuark çantası” modelinde (bkz. Kuark modelleri) aynı fenomen, özellikleri tek tek nükleonların özelliklerinden niteliksel olarak farklı olan iki nükleonun kısa mesafelerde altı kuarklı bir torbaya füzyonuyla açıklanır; Bu, iki ayrı nükleonun kısa mesafelerde deneysel olarak gözlemlenmemesine yol açar.

Daha yüksek enerjilerde, etkileşimler esas olarak esnek olmayan hale gelir ve bunlara katlar eşlik eder. p-mezonların ve daha ağır parçacıkların yaratılması (bkz. Çoklu süreçler). Kuarkların ve gluonların özellikleri, etkileşimin dinamiğinde belirleyici bir rol oynar ve ikincil hadron jetlerinin oluşumuna neden olur (bkz. Hadron jeti), vesaire.

H.'nin çekirdek ve madde ile etkileşimi. Bir protonla etkileşimde olduğu gibi, H.'nin çekirdeklerle etkileşimi, H'nin de Broglie dalga boyuna kıyasla oldukça kısa menzilli kuvvetlerle tanımlanır. Düşük enerjiler için etkileşim, saçılma uzunluğu ve potansiyelin yarıçapı ile tanımlanır. . çukurlar. H.'nin çekirdeğe nüfuz etmesinin önünde bir engelin bulunmaması, H. için düşük enerjiye yol açar. rol, bir bileşiğin oluşumundan geçen reaksiyon kanalı tarafından oynanır çekirdekler(bileşik çekirdekler). Nötron rezonansları, sözde bileşik çekirdeğinin durumları tarafından belirlenir. H.'nin rezonans enerjileri iyi ayrılmıştır (bkz. Nötron spektroskopisi).~ (0,1 - 1) MeV'de orta ve ağır çekirdekler örtüşür ve kesitin davranışı istatistiksel olarak tanımlanır. Fenomenolojik olarak, H.'nin çekirdeklerle etkileşimi için enine kesitin davranışı kuvvet fonksiyonlarıyla tanımlanır. S, p, d karakteristik dalgalanmalara sahip nötron rezonansları. Daha yüksek enerjilerde fenomenolojik. ortalaması alınan bölümlerin açıklaması kullanılarak elde edilir optik model, çekirdek. Yüksek enerjili H.'nin çekirdeklerle etkileşimi, protonların çekirdeklerle etkileşimine benzer.

Yavaş H. için dalga özellikleri ve düzenli yoğunlaştırıcılarla tutarlı etkileşimi belirleyici hale gelir. Çarşambaları. Atomlar arası mesafelere yakın bir dalga boyuna sahip olan H., katıların yapısını ve içlerindeki uyarılma dinamiklerini incelemenin en önemli yoludur. H. mag'ın varlığı. an polarizör ışınlarını oluşturur. H. son derece hassastır. Bir maddedeki mıknatıslanmanın dağılımını incelemek için bir araç (bkz. Nötronografi).

H.'nin çoğu çekirdekle etkileşiminin bir özelliği olumludur. , bu da katsayıya yol açar. refraksiyon< 1. Благодаря этому H., падающие из вакуума на границу вещества, могут испытывать полное внутр. отражение. При скорости u. < (5-8) м/с (ультрахолодные H.) H. испытывают полное отражение от границы с углеродом, никелем, бериллием и др. при любом угле падения и могут удерживаться в замкнутых объёмах. Это свойство ультрахолодных H. широко используется в экспериментах (напр., для поиска ЭДМ H.) и позволяет реализовать нейтронооптич. устройства (см. Nötron optiği).

H. ve zayıf (elektrozayıf) etkileşim. Elektrozayıf etkileşim hakkında önemli bir bilgi kaynağı serbest H'nin b-bozunmasıdır. Kuark seviyesinde bu süreç geçişe karşılık gelir. Bir elektron antinötrinosunun bir proton ile etkileşiminin ters sürecine denir. ters b-bozunması. Bu süreç sınıfı şunları içerir: elektronik yakalama,çekirdeklerde meydana gelen, re - n v e.

Kinematik dikkate alınarak serbest H.'nin bozulması. parametreler iki sabitle tanımlanır - vektör GV, sonucu vektör koruma akımıüniversiteler. zayıf etkileşim sabiti ve eksenel vektör GA, Kesimin değeri, nükleonun güçlü bir şekilde etkileşime giren bileşenlerinin (kuarklar ve gluonlar) dinamikleri tarafından belirlenir. Başlangıç ​​H. ve son protonun dalga fonksiyonları ve izotoptan dolayı np geçişi. değişmezlikler oldukça doğru bir şekilde hesaplanır. Sonuç olarak sabitlerin hesaplanması G V Ve GA serbest H.'nin bozunmasından (çekirdeklerin b-bozunmasından elde edilen hesaplamaların aksine) nükleer yapısal faktörlerin dikkate alınmasıyla ilişkili değildir.

H.'nin ömrü, belirli düzeltmeler dikkate alınmadan şuna eşittir: t n = kilogram 2 V+ 3G 2 A) -1 , burada k kinematik içerir b-bozunmasının sınır enerjisine bağlı faktörler ve Coulomb düzeltmeleri ve radyasyon düzeltmeleri.

Polarizörün bozulması olasılığı. H. döndürmeli S , elektronun ve antinötrinonun enerjileri ve momentumları ve R e, genel olarak şu ifadeyle tanımlanır:

Katsayı. korelasyonlar a, A, B, D bir parametreden bir fonksiyon olarak temsil edilebilir bir =(GA/G V,)ifade( Ben F). Faz f sıfırdan veya p'den farklıdır: T- değişmezlik bozulur. Tabloda deneysel veriler verilmektedir. bu katsayılar için değerler. ve ortaya çıkan anlamlar A ve f.

Veriler arasında gözle görülür bir fark var. t n için deneyler birkaç kişiye ulaştı. yüzde.

Daha yüksek enerjilerde H.'yi içeren elektrozayıf etkileşimin tanımı, nükleonların yapısının dikkate alınması ihtiyacı nedeniyle çok daha karmaşıktır. Örneğin, m - -yakalama, m - p n v m, sabit sayısının en az iki katı ile tanımlanır. H. ayrıca leptonların katılımı olmadan diğer hadronlarla da test edilir. Bu tür süreçler aşağıdakileri içerir.

1) L np 0, S + np +, S - np - vb. hiperonların bozunmaları. Bu bozunmaların azaltılmış olasılığı birkaçtır. Cabibbo açısının tanıtılmasıyla açıklanan garip olmayan parçacıklardan kat daha az (bkz. Cabibbo köşesi).

2) Korunumsuz uzaylar olarak kendini gösteren zayıf etkileşim n - n veya n - p. parite. Bunların neden olduğu etkilerin olağan büyüklüğü 10 -6 -10 -7 düzeyindedir.

H.'nin orta ve ağır çekirdeklerle etkileşimi, bazı durumlarda anlamlara yol açan bir takım özelliklere sahiptir. etkilerin arttırılması çekirdeklerde paritenin korunmaması. Bu etkilerden biri bununla ilgilidir. H.'nin yayılma yönünde ve ona karşı polarizasyon ile absorpsiyon kesitindeki fark, 139 La çekirdeği durumunda kenarlar = 1,33 eV'de %7'ye eşittir, şuna karşılık gelir: R- dalga nötron rezonansı. Artışın nedeni düşük enerjinin birleşimidir. bileşik çekirdeğin durumlarının genişliği ve bu bileşik çekirdekteki zıt paritelere sahip seviyelerin yüksek yoğunluğu, bu, çekirdeğin alçak durumlarına göre farklı paritelere sahip bileşenlerin 2-3 kat daha fazla karışmasını sağlar. Sonuç bir dizi etkidir: yakalanan polarizörlerin dönüşüne göre g-kuanta emisyonunun asimetrisi. H. reaksiyonda (n, g), yük emisyonunun asimetrisi. reaksiyondaki (n, p) bileşik durumlarının bozunması sırasında parçacıklar veya reaksiyondaki hafif (veya ağır) bir fisyon parçasının emisyonunun asimetrisi (n, F). Asimetriler H.V termal enerjisinde 10 -4 -10 -3 değerine sahiptir. R-dalga nötron rezonansları da gerçekleştirilir. bu bileşik durumunun pariteyi koruyan bir bileşeninin oluşma olasılığının bastırılmasıyla ilişkili iyileştirme (küçük nötron genişliğinden dolayı) R-rezonans) zıt eşlikli safsızlık bileşenine göre S-rezonans-so. Birkaçının birleşimidir. amplifikasyon faktörleri, son derece zayıf bir etkinin, nükleer etkileşimin büyüklük özelliğiyle kendini göstermesine izin verir.

Baryon numarası ihlaliyle etkileşimler. Teorik modeller büyük birleşme Ve süper birleşmeler Baryonların kararsızlığını, mezonlara dönüşmelerini tahmin edin. Bu bozunumlar yalnızca atom çekirdeğinin bir parçası olan en hafif baryonlar (p ve n) için fark edilebilir. Baryon sayısında 1'lik bir değişiklikle etkileşim için, D B= 1 ise, H. tipi bir dönüşüm beklenebilir: n e + p - veya garip mezonların emisyonuyla bir dönüşüm. Bu tür süreçlerin araştırılması, birkaç kütleli yeraltı dedektörleri kullanılarak yapılan deneylerde gerçekleştirildi. bin ton. Bu deneylere dayanarak, baryon sayısı ihlali olan H.'nin bozunma süresinin 10 32 yıldan fazla olduğu sonucuna varabiliriz.

Dr. D ile olası etkileşim türü İÇİNDE= 2, H.'nin birbirine dönüşmesi olgusuna yol açabilir ve antinötronlar bir boşlukta, yani . Dış yokluğunda alanlar veya düşük büyüklüklerde, H. ve antinötronun durumları kütleleri aynı olduğundan dejeneredir, bu nedenle ultra zayıf bir etkileşim bile onları karıştırabilir. Küçük dış kriter alanlar etkileşim enerjisi manyetik alanının küçüklüğüdür. moment H. mıknatısla. alan (n ve n ~ zıt manyetik işaretlere sahiptir) zamana göre belirlenen enerjiye kıyasla T gözlemler H. (belirsizlik ilişkisine göre), D<=hT -1 . Bir reaktörden veya başka bir kaynaktan gelen H ışınındaki antinötron üretimini gözlemlerken T H.'nin dedektöre uçuş süresidir. Işındaki antinötronların sayısı, uçuş süresinin artmasıyla ikinci dereceden artar: /N N ~ ~ (T/t osc) 2, burada to osc salınım süresidir.

Yüksek akışlı bir reaktörden gelen soğuk H. ışınlarındaki üretimi gözlemlemeye yönelik doğrudan deneyler, osc > 10 7 s için bir sınır verir. Hazırlanmakta olan deneylerde, tosc ~ 10 9 s düzeyine karşı duyarlılığın artması beklenebilir. Sınırlayıcı koşullar maks. H. ışınlarının yoğunluğu ve kozmik dedektördeki antinötron imha fenomeninin simülasyonu. ışınlar.

Dr. Salınımları gözlemleme yöntemi - kararlı çekirdeklerde oluşabilen antinötronların yok edilmesinin gözlemlenmesi. Üstelik çekirdekte ortaya çıkan antinötronun etkileşim enerjileri ile bağlanma enerjisindeki H. eff arasındaki büyük fark nedeniyle. gözlem süresi ~ 10 -22 s olur, ancak gözlemlenen çekirdeklerin çok sayıda olması (~ 10 32), H ışınları üzerindeki deneye kıyasla hassasiyetteki azalmayı kısmen telafi eder. Proton bozunmasını araştıran yeraltı deneylerinin verilerine göre, yokluk. ~ 2 GeV'lik bir enerji salınımına sahip olayların sayısı, çekirdek içindeki antinötronun etkileşiminin tam tipinin bilinmemesine bağlı olarak, t osc > (1-3) olduğu sonucuna varılabilir. 10 7 s. Yaratıklar bu deneylerde tosc sınırındaki artış, kozmik parçacıkların etkileşiminin neden olduğu arka plan tarafından engellenmektedir. Yer altı dedektörlerinde çekirdekleri bulunan nötrinolar.

D ile nükleon bozunması arayışının B= 1 ve -salınımların araştırılması bağımsız deneylerdir, çünkü bunlar temelde farklı etkileşim türleri.

Yerçekimi etkileşimi H. Nötron, yerçekimine düşen birkaç temel parçacıktan biridir. Dünyanın alanı deneysel olarak gözlemlenebilir. H. için yerçekiminin doğrudan ivmesi %0,3 doğrulukla gerçekleştirilir ve makroskobik olandan farklı değildir. Uyumluluk sorunu geçerliliğini koruyor denklik ilkesi H. ve protonlar için (eylemsizlik ve yerçekimi kütlelerinin eşitliği).

En doğru deneyler, farklı ortalamalara sahip cisimler için Et-ağırlık yöntemi kullanılarak gerçekleştirildi. oran değerleri A/Z Nerede A - en. sayı, Z-çekirdeklerin yükü (temel yük birimleri cinsinden) e). Bu deneylerden, H. ve protonlar için yerçekimi ivmesinin 2·10-9 düzeyinde aynı olduğu ve yerçekimi eşitliğinin olduğu sonucu çıkmaktadır. ve ~10 -12 seviyesinde atıl kütleler.

Yer çekimi hızlanma ve yavaşlama, ultra soğuk H ile yapılan deneylerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yer çekiminin uygulanması. Soğuk ve aşırı soğuk H. için bir refraktometre, H.'nin bir madde üzerindeki tutarlı saçılım uzunluğunun büyük bir doğrulukla ölçülmesini sağlar.

H. kozmoloji ve astrofizikte

Modern göre Sıcak Evren modelindeki fikirler (bkz. Sıcak Evren teorisi)Protonlar ve hidrojen dahil baryonların oluşumu Evrenin yaşamının ilk dakikalarında meydana gelir. Daha sonra H.'nin bozunmaya vakti olmayan belli bir kısmı 4 He oluşumuyla protonlar tarafından yakalanır. Hidrojen ve 4He'nin oranı ağırlıkça %70 ila %30'dur. Yıldızların oluşumu ve evrimi sırasında nükleosentez, demir çekirdeğine kadar. Nötron yıldızlarının doğuşu ile süpernova patlamaları sonucu daha ağır çekirdeklerin oluşması meydana geliyor ve bu durum birbirini takip etme olasılığını yaratıyor. H.'nin nüklidler tarafından yakalanması. Bu durumda sözde kombinasyonu. S-süreç - ardışık yakalamalar arasında b-bozunması ile H.'nin yavaş yakalanması ve R-işlem - hızlı sıralı. esas olarak yıldızların patlaması sırasında yakalanır. gözlemlenenleri açıklayabilir elementlerin yaygınlığı uzayda nesneler.

Kozmik evrenin birincil bileşeninde H. ışınları muhtemelen kararsızlıklarından dolayı yoktur. H., Dünya yüzeyinde oluştu ve uzaya yayıldı. ve oradaki çürüme görünüşe göre elektron ve proton bileşenlerinin oluşumuna katkıda bulunuyor radyasyon kemerleri Toprak.

Yandı: Gurevich I.S., Tarasov L.V., Düşük Enerjili Nötronların Fiziği, M., 1965; Alexandrov Yu. Nötronun temel özellikleri, 2. baskı, M., 1982.

V. M. Lobashov.

Fiziksel ansiklopedi. 5 cilt halinde. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. Genel Yayın Yönetmeni A. M. Prokhorov. 1988 Büyük Ansiklopedik Sözlük Eş anlamlılar sözlüğü

Kütlesi protonun kütlesine yakın olan nötr bir temel parçacık. Nötronlar protonlarla birlikte atom çekirdeğini oluşturur. Serbest durumda bir nötron kararsızdır ve bir proton ve bir elektrona bozunur. Nükleer enerji terimleri. Rosenergoatom Endişesi,... ... Nükleer enerji terimleri

Nötron- (n), kütlesi protonun kütlesinden biraz daha büyük olan nötr bir temel parçacık. 1932'de İngiliz fizikçi J. Chadwick tarafından keşfedilip isimlendirildi. Nötronlar yalnızca çekirdek içinde kararlıdır. Bir nötronun kütlesi 1,7 x 10 24 gramdır. Serbest bir nötron... ... Resimli Ansiklopedik Sözlük

NÖTRON, nötron, koca. (Latince nötrumdan, ne biri ne de diğeri yanıyor) (fiziksel neol.). Bir atomun çekirdeğine giren, elektrik yükü olmayan, elektriksel açıdan nötr olan maddi parçacık. Ushakov'un açıklayıcı sözlüğü. D.N. Ushakov. 1935 1940... Ushakov'un Açıklayıcı Sözlüğü

NÖTRON, ha, kocam. (uzman.). Kütlesi neredeyse protonunkine eşit olan, elektriksel açıdan nötr bir temel parçacık. | sıfat nötron, ah, ah. Ozhegov'un açıklayıcı sözlüğü. Sİ. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992… Ozhegov'un Açıklayıcı Sözlüğü

nötron- Protonun kütlesine yakın bir kütleye sahip nötr temel parçacık. Nötronlar protonlarla birlikte atom çekirdeğini oluşturur. Serbest durumda kararsızdır ve bir proton ve bir elektrona bozunur. Konular... ...