Согласно модели Юкавы, механизм ядерного взаимодействия заключается в обмене виртуальным мезоном между нуклонами. За время ядерного взаимодействия Δt вблизи нуклона образуется виртуальный мезон с массой m. Используя соотношение неопределенности
Δt·ΔE > , |
(1) |
можно оценить величину массы виртуального мезона
m = ΔE/c2 = /c2Δt. |
(2) |
За время взаимодействия виртуальный мезон отойдет от нуклона на расстояние
a = cΔt = c/ΔE = /mc. |
(3) |
a - радиус ядерного взаимодействия.
Время ядерного взаимодействия Δt
и массу мезона m можно оценить, используя (3) и (2) -
Δ
Экспериментально измеренные массы -мезонов близки к этой
оценке.
Потенциал ядерного взаимодействия при r > 1 Фм (потенциал
Юкавы) имеет вид
V(r) = -(gяд/r)exp(-rmc/), |
(4) |
где gяд - константа ядерного взаимодействия (аналог элементарного заряда e в электромагнитном взаимодействии). Константа ядерного взаимодействия (константа связи)
g2яд/c ~ 10.
|
За взаимодействие между нуклонами на малых расстояниях ответственны также и
более тяжелые мезоны η(549 МэВ) (a ~ 0.36 Фм),
ρ(770 МэВ) и ω(782 МэВ)
(a ~ 0.25 Фм); ρ и
ω мезоны определяют отталкивающий характер
нуклон-нуклонного потенциала на малых расстояниях (r < 0.3 Фм).
На кварковом уровне описание p-n взаимодействия с обменом
π
p-n взаимодействие с обменом π-мезоном |
Частица |
Кварковый состав |
Масса, Mc2 |
Время жизни (сек) |
Спин-четность, изоспин |
Основные моды распада |
π+,π− |
u, d |
139.57 |
2.6·10-8 |
0-(1) |
νμ+,μ− |
π0 |
u-d |
134.98 |
8.4·10-17 |
0-(1) |
2γ |