Magerők

Emlékeztető: Elektron burok  kémia! Nukleonok p, n Kvarkok q Atommag A nukleonok kvarkokból épülnek fel, az erős kölcsönhatás köti őket össze, a QCD törvényei szerint.

A Yukawa potenciál Kvark-antikvark párok: Mezonok E t  h m = h/cr0 E = mc2 t =r0 /c Ha r0 = 1.4 fm, akkor m  200me Véges tömegű térkvantum + relativisztikus tárgyalás  Klein-Gordon-Fock egyenlet. Kis távolságoknál nem működik → további nehezebb mezonok (η, ρ, ω… ) bevezetése

"Mag-erő" A részecskefizikai erős kölcsönhatás "maradéka". Nem alapvető kölcsönhatás, de: mag-tulajdonságok és -folyamatok tárgyalásához hasznos, - mint a kémiában a vegyérték, ... - minden tudományt a saját szintű eszközeivel kell művelni Erősebb a Coulomb-taszításnál, vonzó → nukleon-stabil magok, rövid hatótávolságú → csak a szomszédos nukleonokra hat

Izospin Tükörmagok: minden (p—p) kötést (n—n) kötésre cserélünk, a (p—n) kötések száma változatlan. a nukleonok kleonok között között a nukleonok a nukleonok között között n — n p p p n

Izospin (folyt.) izospin-dublett állapotok (Coulomb- és tömeg-korrekcióval) izospin-triplett és izospin-szingulett állapotok

Az izospin (folyt.) Tükörmagok nívói → a magerők töltés-szimmetrikusak nívószerkezet → a magerők - azonos izospinű állapotokban - töltésfüggetlenek. Hipotézisek! Ellenőrzés: N-N kölcsönhatások vizsgálatával T értéke mindkét nukleonra ½ p n y x z Tz = + ½ proton Tz = -½ neutron (A,Z) atommagra

A két-nukleon-kölcsönhatás Milyen az n-p erő? Deuteron-spektrumból? De: a deuteronnak nincs stabil gerjesztett állapota!

Két-nukleon-kölcsönhatás: vizsgálati módszerek A deuteron tulajdonságai  a0,t() szórási hossz. Szórási folyamatok jellemzőinek vizsgálata. 1) l = 0, E  0: triplett és szingulett szórási hossz a0,t(), a0,s(). 2) l = 0, de 0 < E < 15-20 MeV: effektív hatótávolság r0,t(), r0,s() a0, r0 jellemzi a kis energiás két-nukleon kölcsönhatást! 3) l >> 1, E  ... : nagy energiájú szórás, ld. később.

Két-nukleon kölcsönhatás: szórási hossz (a0) jelentése 0 < a < a0 vonzó, kötést létesít, a hullámfüggvényt "behúzza". a0 < 0, vonzó, de nem eléggé, kötés nem jön létre. 0 < a0 < a, taszító potenciál,

A két-nukleon-kölcsönhatás (folyt.) A szórási keresztmetszet (E) energia-függését az r0, a magerők effektív hatótávolsága adja meg. T=0 T3= 0 n,p a0,t = 5.424(4) fm r0,t = 1.759(5) fm T=1 T3=-1 n,n a0,s = -17.06(?) fm r0,s = 2.84(3) fm a0,s= -23.75(1) fm r0,s = 2.75 (5) fm T3=+1 p,p a0,s = -17.2(3) fm r0,s = 2.830(17) fm

Két-nukleon-kölcsönhatás (folyt.) A táblázatból látható, hogy: a töltés-szimmetria nagyon jól teljesül, a töltés-függetlenség jó közelítéssel teljesül, - de csak azonos tér- és spin állapotokban!

Nagyenergiás nukleon – nukleon szórás Várható: finomabb térbeli felbontás. Módszer: a mért diff. szórási hatáskeresztmetszet fázis-analízise Elv: ()  l  V(r) (+ polarizáció!) bonyolult! Általában: l > 0 vonzó, l < 0 taszító potenciál. Taszító törzs  0.5 fm, már 0.8 fm alatt emelkedés.

Nagyenergiás n–p szórás (tömegközépponti) Hátra is sok neutron!  Nukleonok töltést cserélnek: ábra! kicserélődési kölcsönhatás erős! Taszító törzs + kicserélődés  telítés Nagy energia  erős spin-pálya kh.

Az n-n potenciál alakja O -O távolság (nm) 2 n-n távolság (fm) n-n potenciál (MeV) O -O potenciál (meV) O -O potenciál n-n potenciál