Pakalbėkime apie tai, kaip rasti protonus, neutronus ir elektronus. Elementariosios dalelės

Vertimas

Kiekvieno atomo centre yra branduolys, mažytė dalelių, vadinamų protonais ir neutronais, rinkinys. Šiame straipsnyje mes tyrinėsime protonų ir neutronų prigimtį, kurie susideda iš dar smulkesnių dalelių – kvarkų, gliuonų ir antikvarkų. (Gluonai, kaip ir fotonai, yra jų pačių antidalelės.) Kvarkai ir gliuonai, kiek žinome, gali būti tikrai elementarūs (nedalomi ir nesusidarę iš kažko mažesnio). Bet jiems vėliau.

Keista, bet protonai ir neutronai turi beveik tą pačią masę - iki procentų:

0,93827 GeV/c 2 protonui,
0,93957 GeV/c 2 neutronui.

Tai yra raktas į jų prigimtį – jie iš tikrųjų labai panašūs. Taip, tarp jų yra vienas akivaizdus skirtumas: protonas turi teigiamą elektrinį krūvį, o neutronas neturi (jis yra neutralus, todėl jo pavadinimas). Atitinkamai, elektrinės jėgos veikia pirmąjį, bet ne antrąjį. Iš pirmo žvilgsnio šis skirtumas atrodo labai svarbus! Bet iš tikrųjų taip nėra. Visomis kitomis prasmėmis protonas ir neutronas yra beveik dvyniai. Jie turi identišką ne tik masę, bet ir vidinę struktūrą.

Kadangi jie yra tokie panašūs ir dėl to, kad šios dalelės sudaro branduolius, protonai ir neutronai dažnai vadinami nukleonais.

Protonai buvo identifikuoti ir aprašyti apie 1920 m. (nors jie buvo atrasti anksčiau; vandenilio atomo branduolys yra tik vienas protonas), o neutronai buvo rasti kažkur 1933 m. Tai, kad protonai ir neutronai yra tokie panašūs vienas į kitą, buvo suprasta beveik iš karto. Tačiau faktas, kad jų dydis yra panašus į branduolio dydį (maždaug 100 000 kartų mažesnis už atomą spinduliu), buvo žinomas tik 1954 m. Kad jie sudaryti iš kvarkų, antikvarkų ir gliuonų, buvo palaipsniui suprantama nuo septintojo dešimtmečio vidurio iki aštuntojo dešimtmečio vidurio. 70-ųjų pabaigoje ir devintojo dešimtmečio pradžioje mūsų supratimas apie protonus, neutronus ir tai, iš ko jie pagaminti, iš esmės nusistovėjo ir nuo to laiko nepasikeitė.

Nukleonus apibūdinti daug sunkiau nei atomus ar branduolius. Tai nereiškia, kad atomai iš esmės yra paprasti, bet bent jau galima nedvejodami pasakyti, kad helio atomą sudaro du elektronai, skriejantys aplink mažytį helio branduolį; o helio branduolys yra gana paprasta dviejų neutronų ir dviejų protonų grupė. Tačiau su nukleonais viskas nėra taip paprasta. Jau rašiau straipsnyje „Kas yra protonas ir kas jo viduje?“, kad atomas – kaip elegantiškas menuetas, o nukleonas – kaip laukinis vakarėlis.

Atrodo, kad protono ir neutrono sudėtingumas yra tikras ir neatsiranda dėl neišsamių fizinių žinių. Turime lygtis, naudojamas apibūdinti kvarkus, antikvarkus ir gliuonus bei stiprias branduolines jėgas, veikiančias tarp jų. Šios lygtys vadinamos QCD, iš „kvantinės chromodinamikos“. Lygčių tikslumas gali būti išbandytas įvairiais būdais, įskaitant dalelių, atsirandančių dideliame hadronų greitintuve, skaičių. Įjungę QCD lygtis į kompiuterį ir atlikę protonų ir neutronų bei kitų panašių dalelių (bendrai vadinamų "hadronais") savybių skaičiavimus, gauname šių dalelių savybių prognozes, kurios gerai atitinka stebėjimus realiame pasaulyje. . Todėl turime pagrindo manyti, kad QCD lygtys nemeluoja ir kad mūsų žinios apie protoną ir neutroną yra pagrįstos teisingomis lygtimis. Tačiau vien tik tinkamų lygčių neužtenka, nes:

Paprastos lygtys gali turėti labai sudėtingus sprendimus,
Kartais neįmanoma paprastai apibūdinti sudėtingų sprendimų.

Kiek galime pasakyti, būtent taip yra su nukleonais: jie yra sudėtingi gana paprastų QCD lygčių sprendimai ir jų neįmanoma apibūdinti keliais žodžiais ar paveikslėliais.

Dėl nukleonams būdingo sudėtingumo jūs, skaitytojas, turėsite pasirinkti: kiek norite sužinoti apie aprašytą sudėtingumą? Kad ir kaip toli eitumėte, greičiausiai nebūsite patenkinti: kuo daugiau sužinosite, tuo tema taps suprantamesnė, tačiau galutinis atsakymas išliks tas pats – protonas ir neutronas yra labai sudėtingi. Galiu pasiūlyti tris supratimo lygius su vis daugiau detalių; galite sustoti po bet kurio lygio ir pereiti prie kitų temų arba galite pasinerti į paskutinį. Kiekvienas lygis kelia klausimų, į kuriuos iš dalies galiu atsakyti kitame, tačiau nauji atsakymai kelia naujų klausimų. Apibendrinant – kaip ir profesinėse diskusijose su kolegomis bei pažengusiais studentais – galiu remtis tik realių eksperimentų duomenimis, įvairiais įtakingais teoriniais argumentais ir kompiuteriniais modeliavimais.

Pirmas supratimo lygis

Iš ko sudaryti protonai ir neutronai?

Ryžiai. 1: per daug supaprastinta protonų versija, kurią sudaro tik du aukštyn ir vienas žemyn kvarkas, ir neutronai, susidedantys tik iš dviejų apatinių kvarkų ir vieno aukštesnio kvarko

Siekiant supaprastinti reikalus, daugelyje knygų, straipsnių ir svetainių teigiama, kad protonai susideda iš trijų kvarkų (du aukštyn ir vienas žemyn) ir piešia kažką panašaus į figūrą. 1. Neutronas yra tas pats, tik susidedantis iš vieno aukštyn ir dviejų žemyn nukreiptų kvarkų. Šis paprastas vaizdas iliustruoja tai, kuo kai kurie mokslininkai tikėjo, dažniausiai septintajame dešimtmetyje. Tačiau netrukus tapo aišku, kad šis požiūris buvo per daug supaprastintas, kad jis nebėra teisingas.

Iš sudėtingesnių informacijos šaltinių sužinosite, kad protonai susideda iš trijų kvarkų (du aukštyn ir vieną žemyn), kuriuos kartu laiko gliuonai – ir gali pasirodyti vaizdas, panašus į Fig. 2, kur gliuonai brėžiami kaip spyruoklės arba stygos, laikančios kvarkus. Neutronai yra tokie patys, tik vienas aukštyn ir du žemyn kvarkai.

Ryžiai. 2: tobulinimas pav. 1 dėl to, kad pabrėžiamas svarbus stiprios branduolinės jėgos, išlaikančios kvarkus protone, vaidmuo.

Ne toks jau blogas būdas apibūdinti nukleonus, nes pabrėžia svarbų stiprios branduolinės jėgos, sulaikančios kvarkus protone gliuonų sąskaita, vaidmenį (taip pat, kaip fotonas, šviesą sudaranti dalelė, yra susijęs su elektromagnetine jėga). Tačiau tai taip pat klaidina, nes iš tikrųjų nepaaiškina, kas yra gliuonai ar ką jie daro.

Yra priežasčių eiti į priekį ir aprašyti dalykus taip, kaip aprašiau aš: protoną sudaro trys kvarkai (du aukštyn ir vienas žemyn), krūva gluonų ir kalnas kvarkų ir antikvarkų porų (daugiausia kvarkų aukštyn ir žemyn). , bet yra ir keletas keistų) . Visi jie lekia pirmyn ir atgal labai dideliu greičiu (artėdami prie šviesos greičio); visą šį rinkinį laiko kartu stipri branduolinė jėga. Aš tai parodžiau pav. 3. Neutronai vėl tie patys, bet su vienu aukštyn ir dviem žemyn kvarkais; savininką pakeitęs kvarkas pažymėtas rodykle.

Ryžiai. 3: tikroviškesnis, nors ir ne idealus, protonų ir neutronų vaizdavimas

Šie kvarkai, antikvarkai ir gliuonai ne tik laksto pirmyn ir atgal, bet ir susiduria vienas su kitu bei virsta vienas kitu per tokius procesus kaip dalelių naikinimas (kurio metu to paties tipo kvarkas ir antikvarkas virsta dviem gliuonais arba yda. atvirkščiai) arba gliuono absorbcija ir emisija (kai kvarkas ir gliuonas gali susidurti ir pagaminti kvarką ir du gliuonus, arba atvirkščiai).

Kas bendro tarp šių trijų aprašymų:

Du aukštyn ir žemyn kvarkai (ir dar kažkas) protonui.
Vienas aukštyn kvarkas ir du žemyn kvarkai (ir dar kažkas) neutronui.
„Kažkas kitas“ neutronams yra tas pats, kas „kažkas kitas“ protonams. Tai yra, nukleonai turi „kažką kitą“ tą patį.
Nedidelis protono ir neutrono masės skirtumas atsiranda dėl apatinio ir aukštojo kvarko masių skirtumo.

Ir nuo tada:

aukštųjų kvarkų elektros krūvis yra 2/3 e (kur e yra protono krūvis, -e yra elektrono krūvis),
pūkiniai kvarkai turi -1/3e krūvį,
gliuonai turi 0 krūvį,
bet kurio kvarko ir jį atitinkančio antikvarko bendras krūvis yra 0 (pavyzdžiui, anti-down kvarko krūvis yra +1/3e, taigi pūkų kvarko ir pūkų antikvarko krūvis bus –1/3 e +1/ 3 e = 0),

Kiekviena figūra priskiria protono elektrinį krūvį dviem aukštyn ir vienam žemyn kvarkams, o „kažkas“ prie krūvio prideda 0. Panašiai neutronas turi nulinį krūvį dėl vieno aukštyn ir dviem žemyn kvarkams:

bendras protono elektros krūvis 2/3 e + 2/3 e – 1/3 e = e,
bendras neutrono elektrinis krūvis yra 2/3 e – 1/3 e – 1/3 e = 0.

Šie aprašymai skiriasi taip:

kiek „kažko kito“ nukleone,
ką jis ten veikia
iš kur atsiranda nukleono masė ir masės energija (E = mc 2 , ten esanti energija net tada, kai dalelė yra ramybės būsenoje).

Kadangi didžioji dalis atomo, taigi ir visos įprastos medžiagos, masės yra protonuose ir neutronuose, paskutinis punktas yra nepaprastai svarbus norint teisingai suprasti mūsų prigimtį.

Ryžiai. 1 sako, kad kvarkai iš tikrųjų sudaro trečdalį nukleono – panašiai kaip protonas ar neutronas sudaro ketvirtadalį helio branduolio arba 1/12 anglies branduolio. Jei šis vaizdas būtų teisingas, kvarkai nukleone judėtų santykinai lėtai (daug lėčiau nei šviesos greitis), o tarp jų veiktų palyginti silpnos jėgos (nors ir su tam tikra galinga jėga, laikančia juos vietoje). Kvarko masė aukštyn ir žemyn būtų maždaug 0,3 GeV/c 2 , maždaug trečdalis protono masės. Tačiau tai paprastas vaizdas, o jo primetamos idėjos yra tiesiog klaidingos.

Ryžiai. 3. suteikia visiškai kitokią idėją apie protoną, kaip dalelių katilą, skriejantį pro jį artimu šviesos greičiui. Šios dalelės susiduria viena su kita, ir šiuose susidūrimuose vienos iš jų sunaikina, o kitos susidaro jų vietoje. Gliuonai neturi masės, viršutinių kvarkų masė yra apie 0,004 GeV/c 2 , o apatinių kvarkų masė yra apie 0,008 GeV/c 2 – šimtus kartų mažesnė už protoną. Iš kur atsiranda protono masės energija, klausimas sudėtingas: dalis jos gaunama iš kvarkų ir antikvarkų masės energijos, dalis – iš kvarkų, antikvarkų ir gliuonų judėjimo energijos, o dalis (galbūt teigiama) , galbūt neigiamas) iš energijos, sukauptos stiprioje branduolinėje sąveikoje, kartu sulaikant kvarkus, antikvarkus ir gliuonus.

Tam tikra prasme pav. 2 bando pašalinti skirtumą tarp fig. 1 ir pav. 3. Tai supaprastina ryžius. 3, pašalinant daugybę kvarkų ir antikvarkų porų, kurias iš esmės galima vadinti trumpalaikėmis, nes jos nuolat kyla ir išnyksta ir nėra būtinos. Tačiau susidaro įspūdis, kad nukleonuose esantys gliuonai yra tiesioginė stiprios branduolinės jėgos, laikančios protonus, dalis. Ir tai nepaaiškina, iš kur atsiranda protono masė.

Prie pav. 1 turi dar vieną trūkumą, be siaurų protono ir neutrono rėmų. Tai nepaaiškina kai kurių kitų hadronų, pavyzdžiui, piono ir rho mezono, savybių. Tos pačios problemos yra ir pav. 2.

Dėl šių apribojimų aš savo studentams ir savo svetainėje pateikiu paveikslėlį iš pav. 3. Tačiau noriu perspėti, kad ji taip pat turi daug apribojimų, kuriuos apsvarstysiu vėliau.

Reikėtų pažymėti, kad ypatingas konstrukcijos sudėtingumas, nurodytas Fig. 3 galima tikėtis iš objekto, kurį kartu laiko tokia galinga jėga kaip stipri branduolinė jėga. Ir dar vienas dalykas: trys kvarkai (du aukštyn ir vienas žemyn protonui), kurie nėra kvarkų ir antikvarkų porų grupės dalis, dažnai vadinami "valentingais kvarkais", o kvarkų-antikvarkų poros vadinamos "jūra" kvarkų poros“. Tokia kalba daugeliu atvejų yra techniškai patogi. Tačiau susidaro klaidingas įspūdis, kad jei pažvelgtumėte į protono vidų ir pažvelgtumėte į tam tikrą kvarką, iš karto galėtumėte suprasti, ar tai jūros dalis, ar valentas. To padaryti negalima, tokio būdo tiesiog nėra.

Protonų masė ir neutronų masė

Kadangi protono ir neutrono masės yra labai panašios, o protonas ir neutronas skiriasi tik tuo, kad aukštyn kvarką pakeičia žemyn kvarku, tikėtina, kad jų masės pateikiamos vienodai, gaunamos iš to paties šaltinio. , o jų skirtumas yra nedidelis skirtumas tarp aukštyn ir žemyn nukreiptų kvarkų. Tačiau trys aukščiau pateikti skaičiai rodo, kad yra trys labai skirtingi protonų masės kilmės požiūriai.

Ryžiai. 1 sako, kad aukštyn ir žemyn kvarkai tiesiog sudaro 1/3 protono ir neutrono masės: apie 0,313 GeV/c 2 arba dėl energijos, reikalingos kvarkams išlaikyti protone. Ir kadangi skirtumas tarp protono ir neutrono masių yra procento dalis, skirtumas tarp aukštyn ir žemyn slenkančio kvarko masių taip pat turi būti procento dalis.

Ryžiai. 2 yra mažiau aiškus. Kokia protono masės dalis egzistuoja dėl gliuonų? Tačiau iš esmės iš paveikslo matyti, kad didžioji dalis protono masės vis tiek susidaro iš kvarkų masės, kaip parodyta Fig. vienas.

Ryžiai. 3 atspindi subtilesnį požiūrį į tai, kaip iš tikrųjų susidaro protono masė (kaip galime patikrinti tiesiogiai kompiuteriniais protono skaičiavimais, o ne tiesiogiai naudojant kitus matematinius metodus). Tai labai skiriasi nuo idėjų, pateiktų pav. 1 ir 2, ir pasirodo, kad tai nėra taip paprasta.

Norint suprasti, kaip tai veikia, reikia galvoti ne apie protono masę m, o į jo masės energiją E = mc 2 – energiją, susijusią su mase. Konceptualiai teisingas klausimas yra ne „iš kur atsiranda protono masė m“, po kurio E galima apskaičiuoti padauginus m iš c 2, o priešingai: „iš kur atsiranda protono masės E energija“, po kurio masę m galite apskaičiuoti padalydami E iš c 2 .

Naudinga suskirstyti įnašus į protonų masės energiją į tris grupes:

A) Jame esančių kvarkų ir antikvarkų masės energija (poilsio energija) (gliuonai, bemasės dalelės neprisideda).
B) Kvarkų, antikvarkų ir gliuonų judėjimo energija (kinetinė energija).
C) Sąveikos energija (rišimosi energija arba potenciali energija), sukaupta stiprioje branduolinėje sąveikoje (tiksliau gliuono laukuose), laikančioje protoną.

Ryžiai. 3 sako, kad dalelės protono viduje juda dideliu greičiu ir kad jis pilnas bemasių gliuonų, todėl B) indėlis yra didesnis nei A). Paprastai daugumoje fizinių sistemų B) ir C) yra palyginami, o C) dažnai yra neigiamas. Taigi protono (ir neutrono) masės energija daugiausia gaunama iš B) ir C derinio, o A) sudaro nedidelę dalį. Todėl protono ir neutrono masės atsiranda daugiausia ne dėl juose esančių dalelių masių, o dėl šių dalelių judėjimo energijos ir jų sąveikos energijos, susijusios su gliuono laukais, generuojančiais jėgas. protonas. Daugumoje kitų mums pažįstamų sistemų energijų balansas pasiskirsto skirtingai. Pavyzdžiui, atomuose ir Saulės sistemoje A) dominuoja, o B) ir C) gaunama daug mažiau ir yra palyginamo dydžio.

Apibendrinant, atkreipiame dėmesį, kad:

Ryžiai. 1 rodo, kad protono masės energija gaunama iš indėlio A).
Ryžiai. 2 rodo, kad tiek A), tiek C) indėlis yra svarbūs, o B) įneša nedidelį indėlį.
Ryžiai. 3 rodo, kad B) ir C) yra svarbūs, o A) indėlis yra nereikšmingas.

Mes žinome, kad ryžiai yra teisingi. 3. Norėdami tai išbandyti, galime atlikti kompiuterinius modeliavimus, o dar svarbiau, kad dėl įvairių įtikinamų teorinių argumentų žinome, kad jei aukštyn ir žemyn kvarkų masė būtų lygi nuliui (o visa kita liktų taip, kaip yra), masė protonas praktiškai pasikeistų. Taigi, matyt, kvarkų masės negali reikšmingai prisidėti prie protono masės.

Jei pav. 3 nemeluoja, kvarko ir antikvarko masės labai mažos. Kokie jie iš tikrųjų? Viršutinio kvarko (kaip ir antikvarko) masė neviršija 0,005 GeV/c 2 , o tai yra daug mažesnė nei 0,313 GeV/c 2 , kaip matyti iš Fig. 1. (Aukšto kvarko masę sunku išmatuoti ir ji skiriasi dėl subtilaus poveikio, todėl gali būti daug mažesnė nei 0,005 GeV/c2). Apatinio kvarko masė yra maždaug 0,004 GeV/c 2 didesnė už viršutinio kvarko masę. Tai reiškia, kad bet kurio kvarko ar antikvarko masė neviršija vieno procento protono masės.

Atkreipkite dėmesį, kad tai reiškia (priešingai nei 1 pav.), kad žemyn esančio kvarko masės santykis su aukštu kvarku nepriartėja prie vienybės! Mažojo kvarko masė yra bent du kartus didesnė už kvarko masę. Priežastis, kodėl neutrono ir protono masės yra tokios panašios, yra ne ta, kad aukštyn ir žemyn tekančių kvarkų masės yra panašios, o dėl to, kad aukštyn ir žemyn slenkančių kvarkų masės yra labai mažos, o skirtumas tarp jų yra mažas, protono ir neutrono masės atžvilgiu. Prisiminkite, kad norint protoną paversti neutronu, tereikia vieną jo aukštyn kvarką pakeisti žemyniniu kvarku (3 pav.). Šio pokyčio pakanka, kad neutronas taptų šiek tiek sunkesnis už protoną, o jo krūvis pakeistų nuo +e iki 0.

Beje, tai, kad skirtingos dalelės protono viduje susiduria viena su kita, nuolat atsiranda ir išnyksta, mūsų aptariamiems dalykams įtakos neturi – energija išsaugoma bet kokio susidūrimo metu. Kvarkų ir gliuonų masės energija ir judėjimo energija gali kisti, taip pat jų sąveikos energija, tačiau bendra protono energija nekinta, nors viskas jo viduje nuolat kinta. Taigi protono masė išlieka pastovi, nepaisant jo vidinio sūkurio.

Šiuo metu galite sustoti ir įsisavinti gautą informaciją. Nuostabu! Beveik visa įprastoje medžiagoje esanti masė gaunama iš atomų nukleonų masės. Ir didžioji dalis šios masės kyla iš protonui ir neutronui būdingo chaoso – iš kvarkų, gliuonų ir antikvarkų judėjimo nukleonuose energijos bei iš stiprios branduolinės sąveikos, išlaikančios nukleoną visoje jo būsenoje, energijos. Taip: mūsų planeta, mūsų kūnai, mūsų kvėpavimas yra tokios tylios ir iki šiol neįsivaizduojamos pandemonijos pasekmė.

NEUTRONAS(n) (iš lot. neuter – nei viena, nei kita) – elementarioji dalelė, turinti nulį elektrinės. krūvis ir masė, šiek tiek didesnė už protono masę. Kartu su protonu bendriniu pavadinimu. Nukleonas yra atomo branduolių dalis. H. turi sukimosi 1/2 ir todėl paklūsta Fermi - Dirac statistika(yra fermionas). priklauso šeimai adra-nov; turi bariono skaičius B= 1, t.y. įtrauktas į grupę barionai.

Ją 1932 m. atrado J. Chadwickas, parodęs, kad kietą skvarbią spinduliuotę, atsirandančią a-dalelėmis bombarduojant berilio branduolius, sudaro elektriškai neutralios dalelės, kurių masė maždaug lygi protono masei. 1932 metais D. D. Ivanenko ir W. Heisenbergas iškėlė hipotezę, kad atomo branduoliai susideda iš protonų ir H. Priešingai nei krūvis. dalelių, H. lengvai įsiskverbia į branduolius esant bet kokiai energijai ir su didele tikimybe sukelia branduolinės reakcijos užfiksuoti (n,g), (n,a), (n, p), jei energijos balansas reakcijoje teigiamas. Egzotermijos tikimybė didėja lėtėjant H. atvirkščiai proporcingas. jo greitis. H. gaudymo reakcijų tikimybės padidėjimą, kai jos sulėtėja vandenilio turinčiose terpėse, E. Fermi (E. Fermi) ir jo kolegos atrado 1934 m. Atrastas H. gebėjimas sukelti sunkiųjų branduolių dalijimąsi. O. Gan (O. Hahn) ir F. Strassmann (F. . Strassman) 1938 m. branduolio dalijimasis), buvo branduolinių ginklų kūrimo pagrindas ir. Lėtųjų neutronų sąveikos su medžiaga ypatumai, kurių de Broglie bangos ilgis prilygsta atominiams atstumams (rezonanso efektai, difrakcija ir kt.), yra pagrindas plačiai naudoti neutronų pluoštus kietojo kūno fizikoje. (H. klasifikacija pagal energiją – greita, lėta, šiluminė, šalta, itin šalta – žr. str. neutronų fizika.)

Laisvoje būsenoje H. yra nestabilus – jame vyksta B irimas; n p + e - + v e; jo gyvavimo laikas t n = 898(14) s, elektronų spektro ribinė energija yra 782 keV (žr. neutronų beta skilimas). Surištoje būsenoje, kaip stabilių branduolių dalis, H. yra stabilus (eksperimentiniais vertinimais, jo gyvenimo trukmė viršija 10 32 metus). Pagal asterį. Apskaičiuota, kad 15% matomos Visatos materijos sudaro H., kurios yra 4 He branduolių dalis. H. yra pagrindinis. komponentas neutroninės žvaigždės. Laisvieji H. gamtoje susidaro branduolinėse reakcijose, kurias sukelia radioaktyvaus skilimo a-dalelės, kosminiai spinduliai ir dėl spontaniško ar priverstinio sunkiųjų branduolių dalijimosi. Menai. šaltiniai H. yra branduoliniai reaktoriai, branduoliniai sprogimai, protonų (plg. energiją) ir elektronų greitintuvai su taikiniais iš sunkiųjų elementų. 14 MeV energijos vienspalvių pluoštų H. šaltiniai yra mažos energijos. deuterono greitintuvai su tričio arba ličio taikiniu, o ateityje CTS termobranduoliniai įrenginiai gali pasirodyti intensyvūs tokio H šaltiniai. (Cm. .)

Pagrindinės savybės H.

Svoris h. t p = 939.5731(27) MeV/c 2 = = 1.008664967(34) at. vienetų masės 1,675. 10 -24 g Skirtumas tarp H. ir protono masių buvo matuojamas nuo maks. tikslumas iš energingų. H. gaudymo reakcijos balansas pagal protoną: n + p d + g (g-kvantinė energija = 2,22 MeV), m n- m p = 1,293323 (16) MeV/c 2 .

Elektros krūvis H. K n = 0. Tiksliausi tiesioginiai matavimai K n atliekama šalčio arba ultrašalto H spindulių nukreipimu elektrostatinėje. laukas: K n<= 3·10 -21 ją yra elektronų krūvis). Cosv. elektros duomenys. makroskopinis neutralumas. dujų kiekis duoti Qn<= 2 10 -22 e.

Sukite H. J= 1/2 buvo nustatytas iš tiesioginių eksperimentų su pluošto skaidymu H. nehomogeniniame magnetiniame lauke. lauką į du komponentus [bendruoju atveju komponentų skaičius yra (2 J + 1)].

Nuoseklus hadronų sandaros aprašymas remiantis modern. stiprios sąveikos teorija - kvantinė chromodinamika- o atitinka teorinius. tačiau daugeliui sunkumų užduotys yra gana patenkinamos. Rezultatai apibūdina nukleonų, vaizduojamų kaip elementarūs objektai, sąveiką keičiantis mezonais. Eksperimentuokite. erdvių tyrinėjimas. struktūra H. atliekama naudojant didelės energijos leptonų (elektronų, miuonų, neutrinų, šiuolaikinėje teorijoje laikomų taškinėmis dalelėmis) sklaidą ant deuteronų. Protono sklaidos indėlis matuojamas gylyje. eksperimentas ir gali būti atimtas naudojant def. apskaičiuoti. procedūras.

Elastingas ir kvazielastingas (su deuterono skilimu) elektronų sklaida ant deuterono leidžia rasti elektrinio tankio pasiskirstymą. įkrovimas ir magnetas. momentas H. ( formos koeficientas H.). Remiantis eksperimentu, magnetinio tankio pasiskirstymas. momentas H. kelių eilės tikslumu. procentų sutampa su elektros tankio pasiskirstymu. protonų krūvis ir jo RMS spindulys yra ~0,8·10 -13 cm (0,8 F). Magn. formos faktorius H. gana gerai apibūdinamas vadinamasis. dipolio f-loy G M n = m n (1 + q 2 /0,71) -2 , kur q 2 yra perduoto impulso kvadratas vienetais (GeV/c) 2 .

Sudėtingesnis yra elektros energijos dydžio klausimas. (įkrovos) formos koeficientas H. G E n. Iš deuterono sklaidos eksperimentų galima daryti išvadą, kad G E n ( q 2 ) <= 0,1 perduodamų impulsų kvadratų intervale (0-1) (GeV/c) 2 . At q 2 0 dėl nulio elektros. kaltinti H. G E n- > 0, bet eksperimentiškai galima nustatyti dG E n ( q 2 )/dq 2 | q 2=0. Ši vertė yra maks. tiksliai rasta pagal ismatavimus sklaidos ilgis H. ant sunkiųjų atomų elektronų apvalkalo. Pagrindinis dalį šios sąveikos lemia magnetinis. akimirka H. Max. tikslūs eksperimentai suteikia ne sklaidos ilgį bet ne = -1,378(18) . 10 -16 cm, kas skiriasi nuo skaičiuojamojo, nustatyto pagal magn. momentas H.: a ne \u003d -1,468. 10–16 cm Skirtumas tarp šių reikšmių yra vidutinė kvadratinė elektrinė. spindulys H.<r 2 E n >= = 0,088(12) Fili dG E n ( q 2)/dq 2 | q 2 \u003d 0 \u003d -0,02 F 2. Šie skaičiai negali būti laikomi galutiniais dėl didelės duomenų išskaidymo sklaidos. eksperimentai, viršijantys nurodytas klaidas.

H. sąveikos su dauguma branduolių bruožas yra teigiamas. sklaidos ilgis, kuris lemia koeficientą. refrakcija< 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. neutronų optika).

H. ir silpna (electroweak) sąveika. Svarbus informacijos apie elektrosilpnąją sąveiką šaltinis yra laisvojo H b-skilimas. Kvarkų lygyje šis procesas atitinka perėjimą. Atvirkštinis elektrono sąveikos su protonu procesas, vadinamas. atvirkštinis b-skilimas. Ši procesų klasė apima elektroninis fiksavimas, vykstantys branduoliuose, re - n v e.

Laisvosios H. irimas, atsižvelgiant į kinematinį. parametrus apibūdina dvi konstantos – vektorius G V, kuris yra dėl vektoriaus srovės išsaugojimas Universalus silpna sąveikos konstanta ir ašinis vektorius G A, kurio vertę lemia stipriai sąveikaujančių nukleono komponentų – kvarkų ir gliuonų – dinamika. Pradinio H. ir galutinio protono bei pereinamojo matricos elemento n p banginės funkcijos dėl izotopo. invariantai apskaičiuojami gana tiksliai. Dėl to konstantų skaičiavimas G V Ir G A nuo laisvojo H. irimo (priešingai nei skaičiuojama iš branduolių b-skilimo) nesusijęs su branduolinių struktūrinių veiksnių apskaita.

H. gyvavimo trukmė neatsižvelgiant į kai kuriuos pataisymus yra: t n = kilogramas 2 V+ 3G 2 A) -1 , kur k apima kinematiką. veiksnius ir Kulono pataisas, priklausančias nuo b-skilimo ribinės energijos ir radiacinės korekcijos.

Poliarizatorių skilimo tikimybė. H. su sukimu S , elektrono energijos ir momento bei antineutrino ir R e, paprastai apibūdinamas tokia išraiška:

Koef. koreliacijos a, A, B, D gali būti pavaizduota kaip parametro funkcija a = (G A/G V,)exp( i f). Fazė f nėra lygi nuliui arba p, jei T- nekintamumas sulaužytas. Lentelėje. pateikiami eksperimentai. šių koeficientų vertės. ir gautas vertes a ir f.

Yra pastebimas skirtumas tarp duomenų eksperimentai t n , pasiekę keletą. proc.

Elektrosilpnosios sąveikos, susijusios su H. esant didesnei energijai, aprašymas yra daug sunkesnis, nes reikia atsižvelgti į nukleonų struktūrą. Pavyzdžiui, m - užfiksuoti, m - p n v m apibūdinamas bent dvigubai didesniu konstantų skaičiumi. H. taip pat patiria elektrosilpną sąveiką su kitais hadronais, nedalyvaujant leptonams. Šie procesai apima šiuos veiksmus.

1) Hiperonų skilimas L np 0 , S + np + , S - np - ir tt Sumažėjusi šių skilimų tikimybė keliuose kartų mažesnis nei keistoms dalelėms, o tai apibūdinama įvedant Cabibbo kampą (žr. kabinos kampas).

2) Silpna sąveika n - n arba n - p, kuri pasireiškia kaip branduolinės jėgos, kurios neišsaugo erdvės. paritetas.Įprastas jų sukeliamo poveikio dydis yra 10 -6 -10 -7 .

H. sąveika su vidutinio sunkumo ir sunkiaisiais branduoliais turi daug ypatybių, kurios kai kuriais atvejais lemia reikšmingą stiprinant poveikį pariteto neišsaugojimas branduoliuose. Vienas iš šių poveikių yra susijęs. skirtumas tarp H. c sugerties skerspjūvio sklidimo kryptimi ir prieš jį, kuris 139 La branduolio atveju yra 7%, esant \u003d 1,33 eV, atitinka R-bangų neutronų rezonansas. Stiprinimo priežastis yra mažos energijos derinys. junginio branduolio būsenų plotis ir didelis priešingo pariteto lygių tankis šiame junginio branduolyje, o tai užtikrina 2–3 laipsniais didesnį komponentų su skirtingą paritetą maišymąsi nei žemose branduolių būsenose. Dėl to atsiranda daugybė efektų: g kvantų emisijos asimetrija užfiksuotų poliarizatorių sukimosi atžvilgiu. H. reakcijoje (n, g), krūvio emisijos asimetrija. dalelės skilimo reakcijos metu junginių būsenoms (n, p) arba lengvo (arba sunkaus) dalijimosi fragmento emisijos asimetrija reakcijoje (n, p) f). Asimetrijos reikšmė yra 10 -4 -10 -3, kai šiluminė energija H. In R-bangų neutronų rezonansai realizuojami papildomai. pagerinimas, susijęs su šios sudėtinės būsenos paritetą išsaugančio komponento susidarymo tikimybės slopinimu (dėl mažo neutronų pločio R-rezonansas) priešingos pariteto priemaišos komponento atžvilgiu, kuris yra s-rezonansinis-šamas. Tai kelių derinys Stiprinimo koeficientas leidžia pasireikšti itin silpnam poveikiui, turinčiam branduolinei sąveikai būdingą reikšmę.

Bariono skaičių pažeidžiančios sąveikos. Teorinis modeliai puikus susivienijimas Ir superunijos prognozuoti barionų nestabilumą – jų skilimą į leptonus ir mezonus. Šie skilimai gali būti pastebimi tik lengviausiems barionams – p ir n, kurie yra atomo branduolių dalis. Dėl sąveikos su bariono skaičiaus pasikeitimu 1, D B= 1, galima tikėtis transformacijos H. tipas: n e + p - , arba transformacijos su keistų mezonų emisija. Tokių procesų paieška buvo vykdoma eksperimentais, naudojant kelių masės požeminius detektorius. tūkstantis tonų. Remiantis šiais eksperimentais, galima daryti išvadą, kad H. skilimo laikas su bariono skaičiaus pažeidimu yra daugiau nei 10 32 metai.

Dr. galimas sąveikos tipas su D IN= 2 gali sukelti tarpusavio konversijos reiškinį H. ir antineutronai vakuume, t.y. į virpesius . Nesant išorinių laukuose arba su maža jų verte H. ir antineutrono būsenos yra išsigimusios, nes jų masės vienodos, todėl net ir itin silpna sąveika gali jas maišyti. Ekst. mažumo kriterijus. laukai yra magneto sąveikos energijos mažumas. momentas H. su magn. laukas (n ir n ~ turi priešingus magnetinius momentus), palyginti su laiko nustatyta energija T pastebėjimai H. (pagal neapibrėžtumo santykį), D<=hT-vienas. Stebint antineutronų susidarymą H. pluošte iš reaktoriaus ar kito šaltinio T yra skrydžio H laikas. prie detektoriaus. Antineutronų skaičius pluošte didėja kvadratiniu skrydžio laiku: /N n ~ ~ (T/t osc) 2 , kur t osc - virpesių laikas.

Tiesioginiai eksperimentai, skirti stebėti šaltų H. pluoštų susidarymą iš didelio srauto reaktoriaus, duoda ribinę t osc > 10 7 s. Būsimuose eksperimentuose galime tikėtis, kad jautrumas padidės iki t osc ~ 10 9 s. Ribojančios aplinkybės yra maks. spindulių intensyvumas H. ir antineutronų reiškinių imitacija detektoriuje kosmich. spinduliai.

Dr. svyravimų stebėjimo metodas – antineutronų, kurie gali susidaryti stabiliuose branduoliuose, anihiliacijos stebėjimas. Šiuo atveju dėl didelio branduolyje atsirandančio antineutrono sąveikos energijų skirtumo nuo rišimosi energijos H. eff. stebėjimo laikas tampa ~ 10 -22 s, tačiau didelis stebimų branduolių skaičius (~10 32) iš dalies kompensuoja jautrumo sumažėjimą, lyginant su H pluošto eksperimentu, tam tikras neapibrėžtumas, priklausomai nuo tikslaus sąveikos tipo nežinojimo. branduolio viduje esantis antineutronas, kad t osc > (1-3) . 10 7 p. Būtybės. padidinti t osc ribą šiuose eksperimentuose trukdo erdvės sąveikos sukeltas fonas. neutrinai su branduoliais požeminiuose detektoriuose.

Reikėtų pažymėti, kad nukleonų skilimo paieška naudojant D B= 1 ir -svyravimų paieška yra nepriklausomi eksperimentai, nes juos sukelia iš esmės skirtingi. sąveikos tipai.

Gravitacinė sąveika H. Neutronas yra viena iš nedaugelio elementariųjų dalelių, patenkančių į gravitacinį lauką. Žemės lauką galima stebėti eksperimentiškai. Tiesioginis H. matavimas atliekamas 0,3% tikslumu ir nesiskiria nuo makroskopinio. Atitikties klausimas išlieka lygiavertiškumo principas(inercinių ir gravitacinių masių lygybės) H. ir protonams.

Tiksliausi eksperimentai buvo atlikti Et-vesh metodu kūnams su skirtingais žr. santykių vertybes A/Z, kur BET- pas. kambarys, Z- branduolių krūvis (elementarinio krūvio vienetais e). Iš šių eksperimentų matyti tas pats H. ir protonų laisvojo kritimo pagreitis 2·10 -9 lygyje ir gravitacijos lygybė. o inercinė masė ~10 -12 lygyje.

Gravitacija pagreitis ir lėtėjimas plačiai naudojami eksperimentuojant su ultrašaltu H. Gravitacinės jėgos panaudojimas refraktometras šaltam ir ultrašaltam H. leidžia labai tiksliai išmatuoti koherentinės sklaidos ilgį H. ant medžiagos.

H. kosmologijoje ir astrofizikoje

Pagal šiuolaikinį reprezentacijos, karštosios visatos modelyje (žr. karštosios visatos teorija) Barionai, įskaitant protonus ir H., susidaro pirmosiomis Visatos gyvavimo minutėmis. Ateityje tam tikra H. dalis, kuri nespėjo suirti, užfiksuojama protonų, susidarant 4 He. Vandenilio ir 4 He santykis šiuo atveju yra nuo 70% iki 30% masės. Žvaigždžių formavimosi ir jų evoliucijos metu toliau nukleosintezė iki geležies branduolių. Sunkesni branduoliai susidaro dėl supernovų sprogimų, kai gimsta neutroninės žvaigždės, todėl atsiranda sekimo galimybė. H. gaudymas nuklidais. Tuo pačiu metu derinama vadinamoji. s-procesas – lėtas H. gaudymas su b-skilimu tarp nuoseklių fiksavimų ir r– procesas – greitas sekimas. užfiksuoti per žvaigždžių sprogimus pagrindinėje. gali paaiškinti pastebėtą elementų gausa kosmose objektus.

Pirminiame kosminio komponente H. spindulių tikriausiai nėra dėl jų nestabilumo. H., susidaręs netoli Žemės paviršiaus, sklindantis į erdvę. erdvė ir joje esantis irimas, matyt, prisideda prie elektroninių ir protonų komponentų susidarymo radiacijos diržaiŽemė.

Lit.: Gurevich I. S., Tarasov L. V., Mažos energijos neutronų fizika, M., 1965; Aleksandrovas Yu. A.,. Pagrindinės neutrono savybės, 2 leidimas, M., 1982 m.

Pakalbėkime apie tai, kaip rasti protonus, neutronus ir elektronus. Atome yra trijų tipų elementariosios dalelės, kurių kiekviena turi savo elementarųjį krūvį, masę.

Branduolio sandara

Norėdami suprasti, kaip rasti protonus, neutronus ir elektronus, įsivaizduokite, kad tai yra pagrindinė atomo dalis. Branduolio viduje yra protonai ir neutronai, vadinami nukleonais. Branduolio viduje šios dalelės gali pereiti viena į kitą.

Pavyzdžiui, norint jame rasti protonų, neutronų ir elektronų, būtina žinoti jo serijos numerį. Jei atsižvelgsime į tai, kad būtent šis elementas vadovauja periodinei sistemai, tada jo branduolyje yra vienas protonas.

Atomo branduolio skersmuo yra dešimtoji tūkstantoji viso atomo dydžio. Jame yra didžioji dalis viso atomo. Branduolio masė tūkstančius kartų didesnė už visų atome esančių elektronų sumą.

Dalelių apibūdinimas

Apsvarstykite, kaip atome rasti protonus, neutronus ir elektronus, ir sužinokite apie jų savybes. Protonas yra tas, kuris atitinka vandenilio atomo branduolį. Jo masė viršija elektroną 1836 kartus. Norėdami nustatyti elektros energijos, einančios per laidininką, kurio skerspjūvis, vienetą, naudokite elektros krūvį.

Kiekvienas atomas turi tam tikrą skaičių protonų savo branduolyje. Tai pastovi vertė, apibūdinanti tam tikro elemento chemines ir fizines savybes.

Kaip anglies atome rasti protonus, neutronus ir elektronus? Šio cheminio elemento atominis skaičius yra 6, todėl branduolyje yra šeši protonai. Pagal planetų sistemą šeši elektronai juda orbitomis aplink branduolį. Norėdami nustatyti neutronų skaičių iš anglies vertės (12), atimkite protonų skaičių (6), gauname šešis neutronus.

Geležies atomo protonų skaičius atitinka 26, tai yra, šis elementas turi 26-ą serijos numerį periodinėje lentelėje.

Neutronas yra elektriškai neutrali dalelė, nestabili laisvoje būsenoje. Neutronas gali spontaniškai virsti teigiamai įkrautu protonu, tuo pačiu išskirdamas antineutriną ir elektroną. Vidutinis jo pusinės eliminacijos laikas yra 12 minučių. Masės skaičius yra protonų ir neutronų skaičiaus atomo branduolyje suma. Pabandykime išsiaiškinti, kaip jone rasti protonų, neutronų ir elektronų? Jei cheminės sąveikos su kitu elementu metu atomas įgauna teigiamą oksidacijos būseną, tai protonų ir neutronų skaičius jame nekinta, tik elektronai tampa mažesni.

Išvada

Buvo keletas teorijų apie atomo struktūrą, tačiau nė viena iš jų nebuvo perspektyvi. Iki Rutherfordo sukurtos versijos nebuvo detalaus paaiškinimo apie protonų ir neutronų išsidėstymą branduolio viduje, taip pat apie elektronų sukimąsi žiedinėmis orbitomis. Pasirodžius atomo planetinės sandaros teorijai, mokslininkai turėjo galimybę ne tik nustatyti elementariųjų dalelių skaičių atome, bet ir numatyti fizines bei chemines konkretaus cheminio elemento savybes.

Visas materialus pasaulis, pagal šiuolaikinę fiziką, yra sudarytas iš trijų elementariųjų dalelių: protono, neutrono ir elektrono. Be to, anot mokslo, visatoje yra ir kitų „elementariųjų“ materijos dalelių, kurių kai kurių pavadinimų aiškiai daugiau nei įprasta. Tuo pačiu metu šių kitų „elementariųjų dalelių“ funkcija visatos egzistavimo ir evoliucijos procese nėra aiški.

Apsvarstykite kitą elementariųjų dalelių interpretaciją:

Egzistuoja tik viena elementarioji materijos dalelė – protonas. Visos kitos „elementarios dalelės“, įskaitant neutroną ir elektroną, yra tik protono dariniai ir vaidina labai kuklų vaidmenį visatos evoliucijoje. Panagrinėkime, kaip susidaro tokios „elementarios dalelės“.

Straipsnyje „“ išsamiai išnagrinėjome elementariosios medžiagos dalelės struktūrą. Trumpai apie elementariąją dalelę:

Elementarioji materijos dalelė erdvėje turi pailgos gijos formą.
Elementarioji dalelė gali ištempti. Tempimo metu medžiagos tankis elementariosios dalelės viduje krenta.
Elementariosios dalelės atkarpą, kurioje medžiagos tankis sumažėja perpus, vadinome materijos kvantinis .
Judėjimo procese elementarioji dalelė nuolat sugeria (sulenkia, ) energiją.
Energijos sugerties taškas ( susinaikinimo taškas ) yra elementariosios dalelės judėjimo vektoriaus viršūnėje.
Tiksliau: ant aktyvaus materijos kvanto galo.
Sugerdama energiją, elementarioji dalelė nuolat didina judėjimo pirmyn greitį.
Elementarioji medžiagos dalelė yra dipolis. Kuriame traukos jėgos sutelktos priekinėje dalelės dalyje (judesio kryptimi), o atstumiančios jėgos – galinėje dalyje.

Savybė būti elementariam erdvėje teoriškai reiškia galimybę sumažinti medžiagos tankį iki nulio. O tai savo ruožtu reiškia jos mechaninio plyšimo galimybę: elementariosios medžiagos dalelės plyšimo vieta gali būti pavaizduota kaip jos pjūvis su nuliniu medžiagos tankiu.

Anihiliacijos (energijos absorbcijos) procese elementarioji dalelė, sulankstoma energija, nuolat didina savo transliacinio judėjimo greitį erdvėje.

Galaktikos evoliucija galiausiai atneša elementariąsias materijos daleles iki momento, kai jos tampa pajėgios viena kitą plėšyti. Elementariosios dalelės gali nesusitikti lygiagrečiais kursais, kai viena dalelė lėtai ir sklandžiai artėja prie kitos, kaip laivas prie molo. Jie gali susitikti erdvėje ir priešingose trajektorijose. Tada sunkus susidūrimas ir dėl to elementariosios dalelės lūžimas yra beveik neišvengiamas. Jie gali patekti į labai galingą energijos perturbacijos bangą, kuri taip pat sukelia plyšimą.

Kas gali būti „nuolaužos“, susidarančios dėl elementarios medžiagos dalelės plyšimo?

Panagrinėkime atvejį, kai dėl išorinio poveikio iš elementariųjų materijos dalelių - deuterio atomas - suskilo į protoną ir neutroną.

Poros struktūros plyšimas neįvyksta jų sujungimo vietoje -. Viena iš dviejų elementariųjų poros struktūros dalelių suyra.

Protonai ir neutronai skiriasi vienas nuo kito savo struktūra.

Protonas yra šiek tiek sutrumpinta (po pertraukos) elementarioji dalelė,
neutronas – struktūra, susidedanti iš vienos pilnavertės elementariosios dalelės ir „kelmo“ – priekinio, lengvo pirmosios dalelės galiuko.

Pilnavertė elementari dalelė savo sudėtyje turi pilną rinkinį – „N“ medžiagos kvantus. Protonas turi "N-n" materijos kvantus. Neutronas turi "N + n" kvantus.

Protono elgesys yra aiškus. Net ir praradęs galutinį materijos kvantą, jis aktyviai tęsia energiją: jo naujo galutinio kvanto materijos tankis visada atitinka susinaikinimo sąlygas. Šis naujas galutinis materijos kvantas tampa nauju susinaikinimo tašku. Apskritai protonas elgiasi taip, kaip tikėtasi. Protonų savybės yra gerai aprašytos bet kuriame fizikos vadovėlyje. Tik ji taps šiek tiek lengvesnė už „pilnavertę“ atitikmenį – visavertę elementariąją materijos dalelę.

Neutronas elgiasi skirtingai. Pirmiausia apsvarstykite neutrono struktūrą. Būtent jo struktūra paaiškina jos „keistumą“.

Iš esmės neutronas susideda iš dviejų dalių. Pirmoji dalis yra visavertė elementari materijos dalelė, kurios priekiniame gale yra anihiliacijos taškas. Antroji dalis – stipriai sutrumpintas, lengvas pirmosios elementarios dalelės „kelmas“, paliktas po dvigubos struktūros plyšimo, taip pat turintis anihiliacijos tašką. Šios dvi dalys yra tarpusavyje sujungtos anihiliacijos taškais. Taigi neutronas turi dvigubą anihiliacijos tašką.

Mąstymo logika rodo, kad šios dvi svertinės neurono dalys elgsis skirtingai. Jei pirmoji dalis, kuri yra pilno svorio elementarioji dalelė, kaip ir tikėtasi, sunaikins laisvąją energiją ir palaipsniui įsibėgės visatos erdvėje, tai antroji, lengva dalis, pradės naikinti laisvąją energiją didesniu greičiu.

Elementariosios materijos dalelės judėjimas erdvėje vyksta dėl to: sklindanti energija tempia į jos srautus patekusią dalelę. Akivaizdu, kad kuo mažesnė materijos dalelė, tuo lengviau energijos srautai tempia šią dalelę kartu su savimi, tuo didesnis šios dalelės greitis. Akivaizdu, kad kuo didesnis energijos kiekis vienu metu sulenkia aktyvųjį kvantą, tuo galingesni yra sklaidančios energijos srautai, tuo lengviau šiems srautams kartu su savimi vilkti dalelę. Gauname priklausomybę: Medžiagos dalelės judėjimo erdvėje greitis yra proporcingas jos aktyviojo kvanto materijos masei ir yra atvirkščiai proporcingas bendrai medžiagos dalelės masei. :

Antrosios, lengvosios neutrono dalies masė yra daug kartų mažesnė už pilno svorio elementariosios materijos dalelės masę. Tačiau jų aktyvių kvantų masės yra lygios. Tai yra: jie naikina energiją tuo pačiu greičiu. Gauname: antrosios neutrono dalies transliacinio judėjimo greitis bus linkęs sparčiai didėti, o energija pradės naikinti greičiau. (Kad nekiltų painiavos, antrąją, lengvąją, neutrono dalį pavadinsime elektronu).

neutrono brėžinys

Smarkiai didėjantis energijos kiekis, kurį vienu metu sunaikina elektronas, būdamas neutrono sudėtyje, lemia neutrono inertiškumą. Elektronas pradeda anihiliuoti daugiau energijos nei jo „kaimynas“ – visavertė elementarioji dalelė. Jis dar negali atitrūkti nuo bendro neutronų anihiliacijos taško: trukdo galingos traukos jėgos. Dėl to elektronas pradeda „valgyti“ už bendro susinaikinimo taško.

Tuo pačiu metu elektronas pradeda pasislinkti savo partnerio atžvilgiu ir jo laisvosios energijos koncentracija patenka į kaimyno anihiliacijos taško veikimo zoną. Kuris iš karto pradeda „valgyti“ šį sustorėjimą. Toks elektrono ir visavertės dalelės perjungimas į „vidinius“ išteklius – laisvos energijos kondensacija už anihiliacijos taško – lemia greitą neutrono traukos ir atstūmimo jėgų kritimą.

Elektronas atsiskiria nuo bendros neutrono struktūros, kai elektrono poslinkis pilnos masės elementariosios dalelės atžvilgiu tampa pakankamai didelis, jėga, linkusi nutraukti dviejų anihiliacijos taškų traukos ryšius, pradeda viršyti. šių anihiliacijos taškų traukos jėga, o antroji, šviesioji neutrono dalis (elektronas) greitai nuskrenda.

Dėl to neutronas skyla į du vienetus: visavertę elementariąją dalelę – protoną ir lengvąją, sutrumpėjusią elementariosios medžiagos dalelę – elektroną.

Remiantis šiuolaikiniais duomenimis, vieno neutrono struktūra egzistuoja apie penkiolika minučių. Tada jis spontaniškai skyla į protoną ir elektroną. Šios penkiolika minučių yra elektrono poslinkio laikas, palyginti su bendru neutrono anihiliacijos tašku, ir jo kova už savo „laisvę“.

Apibendrinkime keletą rezultatų:

PROTONAS – visavertė elementarioji materijos dalelė, turinti vieną anihiliacijos tašką, arba sunki elementariosios materijos dalelės dalis, kuri lieka nuo jos atskyrus šviesos kvantus.
NEUTRONAS yra dviguba struktūra, turinti du anihiliacijos taškus ir susidedanti iš elementariosios medžiagos dalelės ir kitos elementariosios materijos dalelės lengvosios priekinės dalies.
ELEKTRONAS – priekinė elementariosios medžiagos dalelės dalis, turinti vieną anihiliacijos tašką, susidedanti iš šviesos kvantų, susidariusių dėl elementariosios medžiagos dalelės plyšimo.
Mokslo pripažinta „protono-neutrono“ struktūra yra DEUTERIO ATOMAS, dviejų elementariųjų dalelių struktūra, turinti dvigubą anihiliacijos tašką.

Elektronas nėra savarankiška elementarioji dalelė, besisukanti aplink atomo branduolį.

Elektronas, kaip mano mokslas, nėra atomo sudėtyje.

O atomo branduolys, kaip toks, gamtoje neegzistuoja, kaip ir nėra neutrono nepriklausomos elementarios materijos dalelės pavidalu.

Ir elektronas, ir neutronas yra dviejų elementariųjų dalelių porinės struktūros dariniai, po to, kai dėl išorinio poveikio ji suskaidoma į dvi nelygias dalis. Bet kurio cheminio elemento atomo sudėtyje protonas ir neutronas yra standartinė porų struktūra - dvi pilnos masės elementarios medžiagos dalelės - du protonai, kuriuos jungia anihiliacijos taškai..

Šiuolaikinėje fizikoje yra nepajudinama pozicija, kad protonas ir elektronas turi vienodus, bet priešingus elektros krūvius. Tariamai dėl šių priešingų krūvių sąveikos jie traukia vienas kitą. Gana logiškas paaiškinimas. Jis teisingai atspindi reiškinio mechanizmą, tačiau yra visiškai neteisingas – jo esmė.

Elementariosios dalelės neturi nei teigiamų, nei neigiamų „elektros“ krūvių, kaip ir nėra specialios materijos formos „elektrinio lauko“ pavidalu. Tokia „elektra“ yra žmogaus išradimas, nulemtas jo nesugebėjimo paaiškinti esamos padėties.

„Elektrą“ ir elektroną iš tikrųjų sukuria energijos srautai, nukreipti į jų susinaikinimo taškus, dėl jų judėjimo į priekį visatos erdvėje. Kai jie patenka į vienas kito traukos jėgų veikimo zoną. Tai tikrai atrodo kaip vienodo dydžio, bet priešingų elektros krūvių sąveika.

Pavyzdžiui, „panašūs elektros krūviai“: du protonai arba du elektronai taip pat turi skirtingą paaiškinimą. Atstūmimas įvyksta, kai viena iš dalelių patenka į kitos dalelės atstūmimo jėgų veikimo zoną – tai yra energijos kondensacijos zoną už jos sunaikinimo taško. Tai aptarėme ankstesniame straipsnyje.

Sąveika „protonas – antiprotonas“, „elektronas – pozitronas“ taip pat turi skirtingą paaiškinimą. Tokia sąveika suprantame protonų ar elektronų dvasios sąveiką, kai jie juda susidūrimo kursu. Tokiu atveju dėl jų sąveikos tik traukos būdu (atstūmimo nėra, nes kiekvieno iš jų atstūmimo zona yra už jų), atsiranda kietas jų kontaktas. Dėl to vietoj dviejų protonų (elektronų) gauname visiškai skirtingas „elementarias daleles“, kurios iš tikrųjų yra standžios šių dviejų protonų (elektronų) sąveikos dariniai.

Medžiagų atominė struktūra. Atomo modelis

Apsvarstykite atomo struktūrą.

Neutronas ir elektronas – kaip elementarios medžiagos dalelės – neegzistuoja. Štai ką mes aptarėme aukščiau. Atitinkamai: nėra atomo branduolio ir jo elektroninio apvalkalo. Ši klaida yra galinga kliūtis tolesniems materijos struktūros tyrimams.

Vienintelė elementari materijos dalelė yra tik protonas. Bet kurio cheminio elemento atomas susideda iš dviejų elementariųjų materijos dalelių porinių struktūrų (išskyrus izotopus, kur į suporuotą struktūrą pridedama daugiau elementariųjų dalelių).

Tolesniam mūsų samprotavimui būtina apsvarstyti bendro susinaikinimo taško sampratą.

Elementarios medžiagos dalelės sąveikauja viena su kita anihiliacijos taškais. Ši sąveika veda prie materialių struktūrų susidarymo: atomų, molekulių, fizinių kūnų... Kurie turi bendrą atomų anihiliacijos tašką, bendrą molekulės anihiliacijos tašką...

BENDRASIS ANIHILIAVIMO TAŠKAS – dviejų atskirų elementariųjų materijos dalelių anihiliacijos taškų susijungimas į bendrą poros struktūros anihiliacijos tašką arba bendrų porų struktūrų anihiliacijos taškų susijungimas į bendrą cheminio elemento atomo anihiliacijos tašką arba bendrą anihiliacijos tašką. cheminių elementų atomų taškai – į bendrą molekulės anihiliacijos tašką.

Svarbiausia čia yra tai, kad materijos dalelių sąjunga veikia kaip trauka ir atstūmimas kaip vienas vientisas objektas. Galų gale net bet kuris fizinis kūnas gali būti pavaizduotas kaip bendras šio fizinio kūno naikinimo taškas: šis kūnas pritraukia kitus fizinius kūnus kaip vieną, vientisą fizinį objektą, kaip vieną naikinimo tašką. Tokiu atveju gauname gravitacinius reiškinius – trauką tarp fizinių kūnų.

Galaktikos vystymosi ciklo fazėje, kai traukos jėgos tampa pakankamai didelės, prasideda deuterio atomų susijungimas į kitų atomų struktūras. Cheminių elementų atomai susidaro nuosekliai, didėjant elementariųjų materijos dalelių transliacinio judėjimo greičiui (skaitykite: didėja galaktikos transliacinio judėjimo greitis visatos erdvėje), prisitvirtinus naujoms elementariųjų dalelių porinėms struktūroms. medžiagos iki deuterio atomo.

Suvienijimas vyksta nuosekliai: kiekviename naujame atome atsiranda viena nauja elementariųjų materijos dalelių porinė struktūra (rečiau – viena elementarioji dalelė). Kas suteikia mums deuterio atomų derinį į kitų atomų struktūrą:

Atsiranda bendras atomo anihiliacijos taškas. Tai reiškia, kad mūsų atomas traukdamas ir atstumdamas sąveikaus su visais kitais atomais ir elementariomis dalelėmis kaip viena vientisa struktūra.
Atsiranda atomo erdvė, kurios viduje laisvosios energijos tankis daug kartų viršys laisvosios energijos tankį už jos erdvės ribų. Labai didelis energijos tankis už vieno anihiliacijos taško atomo erdvėje tiesiog nespės stipriai kristi: atstumai tarp elementariųjų dalelių yra per maži. Vidutinis laisvosios energijos tankis intraatominėje erdvėje yra daug kartų didesnis už visatos erdvės laisvosios energijos tankio konstantos reikšmę.

Konstruojant cheminių elementų atomus, cheminių medžiagų molekules, fizinius kūnus, pasireiškia svarbiausias medžiagų dalelių ir kūnų sąveikos dėsnis:

Intrabranduolinių, cheminių, elektrinių, gravitacinių ryšių stiprumas priklauso nuo atstumų tarp anihiliacijos taškų atomo viduje, tarp bendrų atomų anihiliacijos taškų molekulėse, tarp bendrų molekulių anihiliacijos taškų fizinių kūnų viduje, tarp fizinių kūnų. Kuo mažesnis atstumas tarp bendrų anihiliacijos taškų, tuo galingesnės traukos jėgos veikia tarp jų.

Aišku, kad:

Intrabranduoliniais ryšiais suprantame sąveiką tarp elementariųjų dalelių ir porų struktūrų atomuose.
Cheminiais ryšiais suprantame sąveiką tarp atomų molekulių struktūroje.
Elektriniais ryšiais suprantame fizinių kūnų, skysčių, dujų sudėties molekulių sąveiką.
Gravitaciniais ryšiais turime omenyje fizinių kūnų sąveiką.

Antrasis cheminis elementas – helio atomas – susidaro, kai galaktika erdvėje įsibėgėja iki pakankamai didelio greičio.Kai dviejų deuterio atomų traukos jėga pasiekia didelę reikšmę, jie artėja tokiu atstumu, kuris leidžia susijungti į keturguba helio atomo struktūra.

Toliau didėjant progresyvaus galaktikos judėjimo greičiui, susidaro vėlesnių (pagal periodinę lentelę) cheminių elementų atomai. Tuo pačiu metu: kiekvieno cheminio elemento atomų genezė atitinka savo, griežtai apibrėžtą progresyvaus galaktikos judėjimo visatos erdvėje greitį. Paskambinkime jai standartinis cheminio elemento atomo susidarymo greitis .

Helio atomas yra antrasis galaktikoje susidaręs atomas po vandenilio. Tada, didėjant galaktikos judėjimo pirmyn greičiui, kitas deuterio atomas prasiskverbia į helio atomą. Tai reiškia, kad galaktikos judėjimo į priekį greitis pasiekė standartinį ličio atomo susidarymo greitį. Tada jis pasieks standartinį berilio, anglies ... ir tt atomo susidarymo greitį pagal periodinę lentelę.

atomo modelis

Aukščiau pateiktoje diagramoje matome, kad:

Kiekvienas atomo periodas yra suporuotų struktūrų žiedas.
Atomo centrą visada užima keturkampė helio atomo struktūra.
Visos suporuotos to paties laikotarpio struktūros yra griežtai toje pačioje plokštumoje.
Atstumai tarp periodų yra daug didesni nei atstumai tarp porų struktūrų per vieną laikotarpį.

Žinoma, tai labai supaprastinta schema ir neatspindi visos atomų konstrukcijos realybės. Pavyzdžiui: kiekviena nauja poros struktūra, jungianti atomą, išstumia likusias to laikotarpio porų struktūras, prie kurių ji yra prijungta.

Gauname periodo sudarymo žiedo pavidalu aplink atomo geometrinį centrą principą:

laikotarpio struktūra pastatyta vienoje plokštumoje. Tai palengvina bendras visų elementariųjų galaktikos dalelių transliacinio judėjimo vektorius.
aplink atomo geometrinį centrą vienodu atstumu statomos to paties laikotarpio porinės struktūros.
atomas, aplink kurį pastatytas naujas periodas, elgiasi su šiuo nauju periodu kaip viena vientisa sistema.

Taigi gauname svarbiausią cheminių elementų atomų konstrukcijos dėsningumą:

GRIEŽTAI NUSTATYTO PORŲ SKAIČIŲ TAISYKLINGUMAS: vienu metu tam tikru atstumu nuo bendro atomo anihiliacijos taško geometrinio centro gali išsidėstyti tik tam tikras skaičius elementariųjų materijos dalelių porinių struktūrų.

Tai yra: antrajame, trečiame periodinės lentelės perioduose - po aštuonis elementus, ketvirtame, penktame - aštuoniolika, šeštame, septintame - trisdešimt du. Didėjantis atomo skersmuo leidžia suporuotų struktūrų skaičiui didėti kiekvienu paskesniu periodu.

Akivaizdu, kad šis modelis lemia cheminių elementų atomų konstrukcijos periodiškumo principą, kurį atrado D.I. Mendelejevas.

Kiekvienas periodas cheminio elemento atomo viduje elgiasi jo atžvilgiu kaip viena vientisa sistema. Tai lemia atstumų tarp periodų šuoliai: daug didesni nei atstumai tarp porinių struktūrų per laikotarpį.

Neužbaigto periodo atomas pasižymi cheminiu aktyvumu pagal aukščiau pateiktą dėsningumą. Kadangi yra atomo traukos ir atstūmimo jėgų disbalansas traukos jėgų naudai. Tačiau pridėjus paskutinę poros struktūrą, disbalansas išnyksta, naujas periodas įgauna taisyklingo apskritimo formą – tampa vientisa, vientisa, užbaigta sistema. Ir mes gauname inertinių dujų atomą.

Svarbiausias atomo struktūros kūrimo modelis yra: atomas turi plokštumos kaskadąstruktūra . Kažkas panašaus į sietyną.

to paties laikotarpio porinės struktūros turėtų būti toje pačioje plokštumoje, statmenoje atomo transliacinio judėjimo vektoriui.
tuo pačiu metu periodai atome turi kaskaduotis.

Tai paaiškina, kodėl antrajame ir trečiame perioduose (taip pat ir ketvirtajame – penktame, šeštame – septintame) tiek pat porinių struktūrų (žr. paveikslėlį žemiau). Tokia atomo struktūra yra elementariosios dalelės traukos ir atstūmimo jėgų pasiskirstymo pasekmė: traukos jėgos veikia priekiniame (judesio kryptimi) dalelės pusrutulyje, atstumiančios jėgos - užpakaliniame pusrutulyje.

Priešingu atveju laisvosios energijos koncentracijos už kai kurių porinių struktūrų anihiliacijos taškų patenka į kitų porų struktūrų anihiliacijos taškų traukos zoną ir atomas neišvengiamai subyrės.

Žemiau matome scheminį tūrinį argono atomo vaizdą

argono atomo modelis

Žemiau esančiame paveikslėlyje matome dviejų atomo periodų - antrojo ir trečiojo - „skyrius“, „vaizdą iš šono“:

Būtent taip suporuotos struktūros turėtų būti orientuotos atomo centro atžvilgiu periodais, kuriuose yra vienodas suporuotų struktūrų skaičius (antra – trečia, ketvirta – penkta, šešta – septinta).

Energijos kiekis kondensacijoje už elementariosios dalelės anihiliacijos taško nuolat auga. Tai aišku iš formulės:

E 1 ~m(C+W)/2

E 2 ~m(C–W)/2

ΔE \u003d E 1 -E 2 \u003d m (C + W) / 2 - m (C - W) / 2

∆E~W×m

kur:

E 1 yra laisvosios energijos kiekis, kurį suvynioja (absorbuoja) anihiliacijos taškas iš priekinio judėjimo pusrutulio.

E 2 – sulenkto (sugerto) anihiliacijos taško laisvosios energijos kiekis iš galinio judėjimo pusrutulio.

ΔЕ yra elementariosios dalelės judėjimo iš priekinio ir galinio pusrutulių suvyniotos (sugertos) laisvosios energijos kiekio skirtumas.

W – elementariosios dalelės judėjimo greitis.

Čia matome nuolatinį energijos kondensacijos masės didėjimą už judančios dalelės anihiliacijos taško, nes didėja jos judėjimo į priekį greitis.

Atomo struktūroje tai pasireikš tuo, kad energijos tankis, esantis už kiekvieno sekančio atomo struktūros, augs eksponentiškai. Sunaikinimo taškai sulaiko vienas kitą savo traukos jėga „geležine rankena“. Tuo pačiu metu didėjanti atstūmimo jėga vis labiau nukreips porines atomo struktūras viena nuo kitos. Taigi gauname plokščią – kaskadinę atomo konstrukciją.

Atomas savo forma turėtų būti panašus į dubenėlio formą, kur „apačia“ yra helio atomo struktūra. O dubens „krašteliai“ – paskutinis laikotarpis. „Dubenėlio lenkimų“ vietos: antrasis – trečias, ketvirtas – penktas, šeštas – septintas periodas. Šie „lenkimai“ leidžia formuoti skirtingus laikotarpius su vienodu porinių struktūrų skaičiumi.

helio atomo modelis

Būtent plokščia kaskadinė atomo struktūra ir porų struktūrų žiedinis išsidėstymas joje lemia periodinės Mendelejevo cheminių elementų sistemos konstravimo periodiškumą ir eilę, vieno atomo atomų panašių cheminių savybių pasireiškimo periodiškumą. periodinės lentelės eilutė.

Plokštuminė – kaskadinė atomo struktūra sukuria vienos atomo erdvės vaizdą su dideliu laisvosios energijos tankiu.

Visos porinės atomo struktūros yra orientuotos atomo centro kryptimi (tiksliau: taško, esančio atomo geometrinėje ašyje, kryptimi, atomo judėjimo kryptimi).
Visi atskiri anihiliacijos taškai yra išilgai laikotarpių žiedų atomo viduje.
Visi atskiri laisvosios energijos klasteriai yra už jų susinaikinimo taškų.

Rezultatas: viena didelio tankio laisvosios energijos koncentracija, kurios ribos yra atomo ribos. Šios ribos, kaip mes suprantame, yra jėgų, moksle žinomų kaip Jukavos jėgos, veikimo ribos.

Plokštumos-kaskados atomo struktūra tam tikru būdu perskirsto traukos ir atstūmimo jėgų zonas. Jau stebime traukos ir atstūmimo jėgų zonų perskirstymą suporuotoje struktūroje:

Porinės struktūros atstumiamųjų jėgų veikimo zona didėja dėl jos traukos jėgų veikimo zonos (lyginant su pavienėmis elementariosiomis dalelėmis). Atitinkamai mažėja traukos jėgų veikimo zona. (Mažėja traukos jėgos veikimo zona, bet ne pati jėga). Dėl plokščios kaskadinės atomo struktūros dar labiau padidiname atomo atstumiamųjų jėgų veikimo zoną.

Su kiekvienu nauju periodu atstumiančių jėgų veikimo zona linkusi suformuoti pilną kamuolį.
Traukos jėgų veikimo zona bus vis mažėjančio skersmens kūgio

Statant naują atomo periodą, galima atsekti dar vieną dėsningumą: visos vieno periodo porinės struktūros yra išdėstytos griežtai simetriškai atomo geometrinio centro atžvilgiu, nepriklausomai nuo porų struktūrų skaičiaus per laikotarpį.

Kiekviena nauja porų struktūra, susijungdama, pakeičia visų kitų periodo porinių struktūrų vietą taip, kad atstumai tarp jų periode visada būtų lygūs vienas kitam. Šie atstumai mažėja pridedant kitos poros struktūrą. Neužbaigtas cheminio elemento atomo išorinis periodas daro jį chemiškai aktyvų.

Atstumai tarp periodų, kurie yra daug didesni nei atstumai tarp suporuotų dalelių per laikotarpį, daro periodus santykinai nepriklausomus vienas nuo kito.

Kiekvienas atomo periodas yra susijęs su visais kitais periodais ir visu atomu kaip nepriklausoma visuma.

Tai lemia, kad atomo cheminį aktyvumą beveik 100% lemia tik paskutinis atomo periodas. Visiškai užpildytas paskutinis periodas suteikia mums maksimaliai užpildytą atomo atstumiamųjų jėgų zoną. Atomo cheminis aktyvumas beveik lygus nuliui. Atomas, kaip rutulys, atstumia kitus atomus nuo savęs. Čia matome dujas. Ir ne tik dujos, bet ir inertinės dujos.

Pirmosios naujojo laikotarpio poros struktūros pridėjimas pakeičia šį idilišką vaizdą. Atstūmimo ir traukos jėgų veikimo zonų pasiskirstymas keičiasi traukos jėgų naudai. Atomas tampa chemiškai aktyvus. Tai šarminio metalo atomas.

Pridedant kiekvieną sekančią poros struktūrą, pasikeičia atomo traukos ir atstūmimo jėgų pasiskirstymo zonų pusiausvyra: didėja atstumiančių jėgų zona, mažėja traukos jėgų zona. Ir kiekvienas kitas atomas tampa šiek tiek mažiau metalo ir šiek tiek daugiau nemetalinio.

Plokščioji kaskadinė atomų forma, traukos ir atstūmimo jėgų veikimo zonų perskirstymas duoda mums štai ką: Cheminio elemento atomas, net ir susidūrimo metu susitinkantis su kitu atomu, be jokios abejonės patenka į zoną. šio atomo atstūmimo jėgų veikimo. Ir jis nesunaikina savęs ir nesunaikina šio kito atomo.

Visa tai veda prie nepaprasto rezultato: cheminių elementų atomai, susijungę tarpusavyje, sudaro erdvines molekulių struktūras. Priešingai nei plokščia - kaskadinė atomų struktūra. Molekulė yra stabili trimatė atomų struktūra.

Apsvarstykite energijos srautus atomų ir molekulių viduje.

Visų pirma pažymime, kad elementarioji dalelė sugers energiją ciklais. Tai yra: pirmoje ciklo pusėje elementarioji dalelė sugeria energiją iš artimiausios erdvės. Čia susidaro tuštuma – erdvė be laisvos energijos.

Antroje ciklo pusėje: energijos iš tolimesnės aplinkos iškart pradės užpildyti susidariusią tuštumą. Tai yra, erdvėje bus energijos srautai, nukreipti į susinaikinimo tašką. Dalelė gauna teigiamą transliacinio judėjimo impulsą. Ir surišta energija dalelės viduje pradės perskirstyti savo tankį.

Kas mus čia domina?

Kadangi anihiliacijos ciklas yra padalintas į dvi fazes: energijos įsisavinimo fazę ir energijos judėjimo (tuštumos užpildymo) fazę, vidutinis energijos srautų greitis anihiliacijos taško srityje sumažės, grubiai tariant, koeficientu du.

Ir kas labai svarbu:

Kuriant atomus, molekules, fizinius kūnus, pasireiškia labai svarbus dėsningumas: visų materialių struktūrų, tokių kaip: porinių struktūrų - deuterio atomų, atskirų periodų aplink atomus, atomų, molekulių, fizinių kūnų, stabilumą užtikrina griežtas jų naikinimo procesų tvarkingumas..

Apsvarstykite tai.

Energijos srautai, generuojami porinės struktūros. Porinėje struktūroje elementarios dalelės sinchroniškai naikina energiją. Priešingu atveju elementariosios dalelės „suvalgytų“ energijos koncentraciją už viena kitos susinaikinimo taško. Gauname aiškias poros struktūros bangines charakteristikas. Be to, primename, kad dėl anihiliacijos procesų cikliškumo vidutinis energijos srautų greitis čia sumažėja per pusę.
Energija teka atomo viduje. Principas tas pats: visos suporuotos to paties laikotarpio struktūros energiją turi naikinti sinchroniškai – sinchroniniais ciklais. Panašiai: anihiliacijos procesai atome turi būti sinchronizuoti tarp periodų. Bet kokia asinchronija veda prie atomo sunaikinimo. Čia sinchroniškumas gali šiek tiek skirtis. Galima daryti prielaidą, kad atomo periodai nuosekliai, vienas po kito, naikina energiją bangoje.
Energija teka molekulės, fizinio kūno viduje. Atstumai tarp atomų molekulės struktūroje yra daug kartų didesni nei atstumai tarp laikotarpių atomo viduje. Be to, molekulė turi tūrinę struktūrą. Kaip ir bet kuris fizinis kūnas, jis turi trimatę struktūrą. Akivaizdu, kad naikinimo procesų sinchroniškumas čia turi būti nuoseklus. Nukreipta iš periferijos į centrą arba atvirkščiai: iš centro į periferiją – skaičiuok kaip nori.

Sinchroniškumo principas suteikia mums dar du dėsningumus:

Energijos srautų greitis atomų, molekulių, fizinių kūnų viduje yra daug mažesnis už energijos judėjimo Visatos erdvėje greičio konstantą. Šis modelis padės mums suprasti (7 straipsnyje) elektros energijos procesus.
Kuo didesnę struktūrą matome (paeiliui: elementarioji dalelė, atomas, molekulė, fizinis kūnas), tuo didesnį jos bangos ilgį stebėsime. Tai taikoma ir fiziniams kūnams: kuo didesnė fizinio kūno masė, tuo didesnis jo bangos ilgis.

Puslapis 1

Neutronų krūvis lygus nuliui. Vadinasi, neutronai nevaidina vaidmens atomo branduolio krūvio dydžiui. Chromo serijos numeris yra lygus tai pačiai vertei.

Protonų krūvis qp e Neutronų krūvis lygus nuliui.

Nesunku pastebėti, kad šiuo atveju neutrono krūvis lygus nuliui, o protono – 1, kaip ir tikėtasi. Gaunami visi barionai, priklausantys dviem šeimoms – aštuonioms ir dešimtosioms. Mezonai sudaryti iš kvarko ir antikvarko. Juosta žymi antikvarkus; jų elektros krūvis skiriasi ženklu nuo atitinkamo kvarko. Keistas kvarkas neįeina į pi-mezoną, pi-mezonai, kaip jau minėjome, yra dalelės su keistumu ir sukiniu lygiu nuliui.

Kadangi protono krūvis lygus elektrono krūviui, o neutrono – kulkos krūviui, tai išjungus stiprią sąveiką protono sąveika su elektromagnetiniu lauku A bus įprasta sąveika. Dirako dalelės – Yp / V. Neutronas neturėtų elektromagnetinės sąveikos.

Pavadinimai: 67 - elektrono ir protono krūvio skirtumas; q yra neutrono krūvis; qg yra absoliuti elektronų krūvio vertė.

Branduolys susideda iš teigiamai įkrautų elementariųjų dalelių – protonų ir neutronų, kurie neturi krūvio.

Šiuolaikinių idėjų apie materijos struktūrą pagrindas yra teiginys apie materijos atomų, susidedančių iš teigiamai įkrautų protonų ir neįkraunančių neutronų, sudarančių teigiamai įkrautą branduolį, ir neigiamo krūvio elektronų, besisukančių aplink branduolį, egzistavimą. Elektronų energijos lygiai, remiantis šia teorija, savo prigimtimi yra diskretiški, o kai kurios papildomos energijos praradimas ar gavimas jais laikomas perėjimu iš vieno leistino energijos lygio į kitą. Šiuo atveju atskiras elektroninių energijos lygių pobūdis tampa priežastimi tam pačiam atskiram elektronui sugerti arba išspinduliuoti energiją pereinant iš vieno energijos lygio į kitą.

Darėme prielaidą, kad atomo ar molekulės krūvį visiškai lemia skaliarinė suma q Z (q Nqn, kur Z yra elektronų ir protonų porų skaičius, (q qp - qe yra elektrono ir protono krūvių skirtumas). , N yra neutronų skaičius, o qn yra neutrono krūvis.

Branduolinis krūvis nustatomas tik pagal protonų skaičių Z, o jo masės skaičius A sutampa su bendru protonų ir neutronų skaičiumi. Kadangi neutrono krūvis lygus nuliui, pagal Kulono dėsnį nėra elektrinės sąveikos tarp dviejų neutronų, taip pat tarp protono ir neutrono. Tuo pačiu metu tarp dviejų protonų veikia elektrinė atstūmimo jėga.

Be to, matavimo tikslumo ribose nebuvo užregistruotas nė vienas susidūrimo procesas, kuriame nebūtų laikomasi krūvio išsaugojimo dėsnio. Pavyzdžiui, neutronų nelankstumas vienoduose elektriniuose laukuose leidžia neutronų krūvį laikyti lygiu nuliui 1 (elektronų krūvio H7) tikslumu.

Jau sakėme, kad skirtumas tarp protono ir vieno branduolinio magnetono magnetinio momento yra nuostabus rezultatas. Dar labiau stebina (Atrodo, kad neutronui be krūvio yra magnetinis momentas.

Nesunku pastebėti, kad šios jėgos nėra sumažintos iki nė vieno iš ankstesnėse fizikos kurso dalyse aptartų jėgų tipų. Iš tiesų, jei darysime prielaidą, kad, pavyzdžiui, gravitacinės jėgos veikia tarp nukleonų branduoliuose, tada iš žinomų protonų ir neutronų masių nesunku apskaičiuoti, kad dalelės surišimo energija bus nereikšminga – ji bus 1036 kartus mažesnė už stebimą. eksperimentiškai. Taip pat išnyksta prielaida apie elektrinį branduolinių jėgų pobūdį. Iš tiesų šiuo atveju neįmanoma įsivaizduoti stabilaus branduolio, susidedančio iš vieno įkrauto protono ir jokio neutrono krūvio.

Stiprus ryšys, egzistuojantis tarp nukleonų branduolyje, rodo, kad atominiuose branduoliuose yra specialių, vadinamųjų branduolinių jėgų. Nesunku pastebėti, kad šios jėgos nėra sumažintos iki nė vieno iš ankstesnėse fizikos kurso dalyse aptartų jėgų tipų. Iš tiesų, jei darysime prielaidą, kad, pavyzdžiui, gravitacinės jėgos veikia tarp nukleonų branduoliuose, tada iš žinomų protono ir neutrono masių nesunku apskaičiuoti, kad dalelės surišimo energija bus nereikšminga – ji bus 1038 kartus mažesnė nei kad pastebėta eksperimentiškai. Taip pat išnyksta prielaida apie elektrinį branduolinių jėgų pobūdį. Iš tiesų šiuo atveju neįmanoma įsivaizduoti stabilaus branduolio, susidedančio iš vieno įkrauto protono ir jokio neutrono krūvio.