Метод зеркальных ядер

Зеркальными называются ядра, отличающиеся заменой нейтрона на протон. Например . Оказалось, что энергия связи зеркальных ядер различна и различие это растет пропорционально . При условии, что нейтрон и протон ведут себя одинаково по отношению к ядерным силам, разность энергии связи является результатом дополнительного кулоновского отталкивания лишнего протона в поле первоначальных протонов. Энергия кулоновского отталкивания лишнего протона – дополнительная энергия которая может быть определена, для этого нужно допустить, что все протоны равномерно распределены внутри сферы радиуса . Разность в энергии связи, двух зеркальных ядер, исходя из вышеизложеного определяется экспериментально и равна: . Зная из таблицы , можно найти радиус ядра; данный метод дает

Следует иметь в ввиду, что допущение о равномерном распределении протонов в ядре очень грубое и, учитывая эффект квантово-механического обмена и воспользовавшись волновой функцией для описания лишнего нуклона, получают:

Энергия рентгеновского излучения мезоатома

В 1938г. в космических лучах был открыт мезон (). Когда мезон, захватывается на орбиту в кулоновском поле ядра, образуется мезоатом. Боровский радиус 1S орбиты для мезона чисто в кулоновском поле в 207 раз меньше чем 1S радиус электрона и потому: r_B~ . Энергия, излучаемая при переходе с одной орбиты на другую, определяется и может быть измерена экспериментально; по энергии излучения можно определить радиус, который в данном случае будет порядка радиуса ядра. Отметим, что при переходе мезонов с одной орбиты на другую энергия будет порядка , в то время как рентгеновские переходы дают порядка . Измерение энергии позволяет определить параметры распределения заряда и данный метод дает Иссле­дование спектров мезоатомов дает гораздо большую информацию о структуре ядра, чем исследование спектров обычных атомов, поскольку мюон из-за своей большой массы находится в 207 раз ближе к ядру, чем электрон. Т.о. если придерживаться представления о ядре не как об однородной капле, а как о структуре с изменяющейся к краю плотностью с точностью до 10%

Итак, сравнение различных методов определения радиуса ядра подтверждает предположение о примерно сферической форме ядра и тогда мы получаем, что , где Последние оценки радиуса ядра дали

Плотность ядерного вещества составляет Размеры ядра – являются сильным аргументом в пользу наличия в ядрах протонов и нейтронов, а не протонов и электронов. Дебройлевская длина волны при энергии 8 МэВ., для электронов этой же энергии , т.е. электрон не вмещается в ядро. Т.о. ядро - это совокупность нуклонов, испускающих и поглощающих π – мезоны, что приводит к передаче заряда, импульса и момента количества движения от одних движущихся нуклонов к другим.