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核力之谜

已有 3578 次阅读 2023-7-7 21:39 |个人分类:笔记|系统分类:观点评述

人们对核力的认识,除了从结合能分析得到核力若干性员外,主要是通过对氘核性质以及核子-核子散射实验的分析中得到。核力的主要性质有[1, 2]:(1)核力是非常强的。(2)核力具有短程性和饱和性。(3)核力在极短程内存在斥力芯:当两核于之间的距离为0.8—2.0fm时,核力表现为吸引力,在小于0.8fm时,有较强的排斥力;在大子10fm时核力几乎完全消失。对于距离大于2fm的核力,人们已认识得很清楚,在0.8—2fm之间只有一定认识,在小于0.8fm范围人们对该力的认识还很不清楚。(4)核力具有交换性。如果认为在高能中子-质子散射过程中,中子和质子交换了电荷,即中子变成了质子,而质子变成了中子,就能够解释实验散射微分截面中的向后峰。(5)核力与自旋有关,有非中心力部分。(6)核力具有电荷无关性,也就是说,质子与质子之间的核力、中子与中子之间的核力以及中子与质子之间的核力都是一样的。

1935年,日本物理学家汤川秀树把核力和电磁力类比,提出核力的介子理论。他认为核力也是一种交换力,核子间通过交换某种媒介粒子而发生相互作用,他还根据核力的力程估算了媒介粒子的质量。核力的汤川介子场论在核力的长程范围内取得很大成功,但是进一步推广这种理论时发现,在核力的短程范围内会出现严重的困难。基本粒子的标准模型从20世纪60年代中期到80年代中期逐步建立并完善起来后,人们相信夸克和胶子才是构成原子核的基本砖块,带色荷的夸克间的作用才是基本的强相互作用,核力只不过是基本强相互作用的一种剩余作用。这与核力的短程性和饱和性完全相符。但是细究之下发现,这种解释与已知的实验事实仍存在相悖之处。迄今为止,在自然界或实验室内尚未发现双质子原子核,也未发现双中子原子核。这意味着在质子外的剩余强相互作用不会比电磁作用强,在中子外则没有剩余的强相互作用。如果核力的确与电荷无关,那么与中子一样,质子外也不会存在剩余的强相互作用,这意味着核力就不会存在。这个矛盾究竟源自何处?迄今为止,这仍是一个谜。

综上所述,核力之谜尚未揭示,大家仍须努力。 

 

参考文献

1. 杨福家,王炎森,陆福全,原子核物理,复旦大学出版社,1993.12

2. 卢希庭主编,原子核物理,原子能出版社,1981.01

 

刘山亮/2013.07.07




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