|
Под влиянием сильных взаимодействий все нуклоны притягиваются друг к другу, причем два нейтрона притягиваются точно так же, как протон с нейтроном или как два протона. Правда, поле сильных взаимодействий проявляется на ничтожно малых расстояниях, порядка 10-13—Ю-12 см. Стоит, скажем, двум протонам оказаться разнесенными на расстояние, большее чем Ю-11 см, как поле сильных взаимодействий перестает быть заметным и остается электромагнитное взаимодействие, которое растолкнет протоны в разные стороны. Истинное устройство атомных ядер прояснилось позже устройства атома. Поэтому удалось обойтись без вопросов типа: почему нуклоны, притягиваясь столь сильно, не падают друг на друга? Они не падают друг на друга по той простой причине, что не могут оказаться в одной и той же точке пространства. Устройство ядра в той же степени, как и устройство атома, вытекает из соотношения неопределенностей. Каждый нуклон и все они, вместе взятые, занимают определенное пространство. Нуклоны массивнее электронов, обладают гораздо большей энергией и, следовательно, большим количеством движения. Поэтому пространства им нужно значительно меньше, чем электронам (произведение из неопределенности координаты на неопределенность количества движения не может быть меньше постоянной Планка, помните?). Радиус атомного ядра равен примерно 1,4-Ю-13 см умножить на корень кубический из общего числа нуклонов. Эта цифра хорошо совпадает с тем, что было измерено еще Резерфордом. Нуклоны в ядре обладают количеством движения. Но опять-таки ученые на этот раз избавились от необходимости рассуждать о том, по каким таким орбитам движутся нуклоны: в ядре и места нет для движения по орбитам. Остается еще раз признать, что двигаться это совсем не означает быть сейчас здесь, а через некоторое время — в другом месте, как мы считаем на основе повседневного опыта. Строим ядро Строить ядро вы можете точно так же, как в свое время строили атомы. Пусть у вас есть какое-то количество протонов и нейтронов, собранных в одном месте, и попробуйте подтащить туда еще один протон. Сначала это довольно трудно, потому что при переноске протонов вам противодействует сила электромагнитного отталкивания. Стоит, однако, перейти заветный рубеж 10~п см, как протон вырвется у вас из рук и устремится к своим собратьям. При этом с лихвой компенсируются ваши труды по преодолению действия электромагнитного поля и совершается еще довольно большое количество работы. Да-да, последние ферми (в атомной физике принята единица расстояния 1 Ф, равная Ю-13 см) протон проходит под действием притяжения со стороны других нуклонов и, следовательно, выполняет работу. — 104 —
|