Туннели в ядрах





 Туннели в ядрах

Очень сложные законы управляют устойчивостью ядер. Ими ученые занимаются уже более тридцати лет, а они все еще не поняты до конца. О некоторых из этих законов, однако, уже кое-что известно. Поговорим о них подробнее.

Первым раскрылся секрет альфа-радиоактивности, или, как говорят, альфа-распада ядер: даже еще до того, как был открыт нейтрон. Правда, секрет-то был раскрыт, а о причинах лежащей в его основе устойчивости альфа-частиц еще ничего известно не было.

Итак, надо выяснить два вопроса: почему из ядра вылетают альфа-частицы и почему вылетают именно они, а не протоны и нейтроны порознь.

Начнем с более трудного, второго вопроса. Рассматривая график энергий связи, мы убедились в том, что ядра, состоящие из "четверок" - пар протонов и нейтронов, - например гелий -4, углерод -12, кислород-16,- более устойчивы, чем их соседи по графику. Теперь же для тяжелых радиоактивных ядер их распад происходит именно этими четверками частиц. Как же объяснить такое двусмысленное поведение альфа-частиц? Наши затруднения еще более возрастают, если вспомнить, что ядерные силы в четверке достигают насыщения и пятую частицу к четырем невозможно присоединить. Как же в таком случае вообще существуют ядра тяжелее, чем ядро гелия? Чтобы получить ответы на эти вопросы, надо внимательнее присмотреться к существованию альфа-частиц и к тому, как в них происходит обмен мезонами. Мы знаем, что один из возможных вариантов обмена состоит в том, что нейтрон испускает отрицательно заряженный пи-мезон, превращаясь при этом в протон, а тот, поглотив этот мезон, спустя ничтожный промежуток времени превращается в нейтрон.

Так в четверке в среднем все время живут два протона и два нейтрона.

Далее >>>