Как известно ядро обнаружил своими опытами Резерфорд. Не на бумаге, не в математических формулах, а именно в “железе”, как можно сказать сейчас. Он облучал тонкую фольгу из золота альфа-частицами, которые легко проходили через фольгу прямо, но некоторые частицы отклонялись от прямого пути, а некоторые, очень редкие, даже отскакивали назад. Это значило, что в фольге были какие-то твердые, непроницаемые для альфа-частиц, тела. Резерфорд предположил, что это ядра атомов и предложил планетарную модель атома. Но тут появились теоретики типа Бора, Шредингера и другие, которые дали свое толкование устройства атома, чем и заморозили изучение атома. Эта заморозка держится еще до сих пор. Никто до сих пор и не думает искать силы, которые удерживают всю конструкцию атома, как целое.
После открытия Резерфорда все бросились искать устройство ядра. Сначала экспериментально открыли протон, как положительно заряженную частицу. Заметим, что математика в этом действе не играла никакой роли. Затем обнаружили сильно проникающую частицу с массой равной массе протона. Обработка результатов этого эксперимента помогла ученым понять, что это без зарядная частица, которую и назвали нейтроном. Нейтральная она.
Но теперь перед учеными встала новая проблема. Если нейтроны не имеют заряда, то их можно собрать в кучку, ибо они не отталкиваются друг от друга. А как быть с протонами? У них есть заряд и они должны отталкиваться друг от друга. Ядро невозможно собрать в один устойчивый объект. Но ведь в жизни ядро существует объективно.
И вот что предложили и частично подтвердили некоторые ученые по этому поводу. Я приведу довольно длинную цитату из статьи https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/ATOMNOGO_YADRA_STROENIE.html. Эта статья довольно длинная и ее вряд ли кто дочитывает до конца. А цитата как раз в конце статьи. Вот она:
“Пока что нет удовлетворительной теории ядерных сил, и проблема интенсивно изучается экспериментально и теоретически. Однако многие идеи, лежащие в основе «мезонной теории ядерных сил», опубликованной в 1935 Х.Юкавой, оказались в согласии с экспериментальными фактами. Юкава выдвинул гипотезу, что притяжение, удерживающее нуклоны внутри ядра, возникает благодаря наличию «квантов» некоего поля, аналогичных фотонам (световым квантам) электромагнитного поля и обеспечивающих взаимодействие электрических зарядов. Из квантовой теории поля следует, что радиус действия силы обратно пропорционален массе соответствующего кванта; в случае электромагнитного поля масса квантов – фотонов – равна нулю, и радиус действия сил бесконечен. Масса квантов ядерного поля (названных «мезонами»), вычисленная по экспериментально измеренному радиусу действия ядерных сил, оказалась примерно в 200 раз больше массы электрона.
Положение теории Юкавы упрочилось после того, как К.Андерсон и С.Неддермейер открыли в 1936 новую частицу с массой примерно 200 электронных масс (ныне именуемую мюоном), которую они обнаружили с помощью камеры Вильсона в космических лучах. (В 1932 Андерсон открыл «позитрон», положительный электрон.) Вначале казалось, что кванты ядерных сил найдены, однако проведенные затем эксперименты обнаружили обескураживающее обстоятельство: «ключ к ядерным силам» не взаимодействует с ядрами! Эта запутанная ситуация прояснилась лишь после того, как в 1947 С.Пауэлл обнаружил частицу с подходящей массой, которая взаимодействует с ядрами. Эта частица (названная пи-мезоном, или пионом) оказалась нестабильной и самопроизвольно распадалась, превращаясь в мюон. Пи-мезон подходил на роль частицы Юкавы, и его свойства были во всех деталях изучены физиками, использовавшими для этих целей космические лучи и современные ускорители.
Хотя существование пи-мезонов и ободрило сторонников теории Юкавы, на ее основе оказалось весьма трудно правильно предсказать такие детальные свойства ядерных сил, как их насыщение, энергии связи и энергии ядерных уровней. Трудности математического характера не позволили точно установить, что именно предсказывает эта теория. Ситуация еще более усложнилась после открытия новых типов мезонов, которые, как считается, имеют отношение к ядерным силам”.
Отличная теория. И что она должна предсказывать? Она просто констатирует тот факт, что одна частица притягивается к другой при помощи некого “кванта”, аналогичного фотону. Мало того так этот “квант” обнаружили в космических лучах и ускорителях. Назвали этот “квант” пи-мезоном или пионом. Естественно, что когда силой разбивают ядро, то из него вылетают не поглощенные пионы. Пион непрерывно скачет между протоном и нейтроном меняя их местами. Нейтрон, поглотивший пион, не может его удержать в себе и тут же излучает его, превращаясь в протон. А, скажем так, старый протон поглощает это пион и превращается в новый нейтрон. Но и новый нейтрон не может удержать пион и излучает его. Так может продолжатся миллиарды лет.
А какие такие еще “детальные свойства ядерных сил” должна показать эта модель? Какое ”насыщение”? “Энергии связи” чего с чем? Какие “энергии ядерных уровней”? Все это лишь “Трудности математического характера”. Какое отношение они имеют к природе? Разве зная все эти параметры (насыщение, энергию связи, уровни) математика может указать на механизм притягивания одной частицы к другой? Ну нарисует какую-нибудь кривую с ямой и скажет: здесь положительный потенциал, вот частицы и притягиваются, а яму эту образуют ядерные силы. Наука не дает ни одной модели притяжения. Если альтернативщики предлагают хоть силы приталкивания одного тела к другому, то ученые не описывают это явление никак. Ну разве, что Эйнштейн силу притяжения заменил силой скатывания одного тела к другому. Ученые никак не поймут, как может этот пион, летящий на протон, может вдруг потянуть его на себя, да еще с такой большой силой, как ядерная. Оттолкнуть он может, а как может потянуть на себя? Может быть он как-то облетит протон и толкнет его, так сказать, в “спину”? Чепуха какая-то. А такие примеры, когда одно тело тянет на себя другое тело, есть даже в макромире. Это описано в статье “Гравитация”.
Энергия, с которой пион тянет на себя нуклон очень большая. Мы знаем, что при аннигиляции электрона и позитрона выделяется большая энергия, а пион в 200 раз больше электрона. Вот это притяжение с энергией E=200mec2= mpc2и есть ядерная сила.
Пион устроен абсолютно также, как и фотон, только он значительно длиннее, а, соответственно, обладает большей энергией, нежели фотоны, генерируемые электроном или позитроном.
Похоже на то что в больших ядрах нуклоны взаимодействуют не попарно – свой протон и свой нейтрон, а обход нуклонов происходит по какому-нибудь определенному маршруту. Например, по окружности, или спирали, или еще как-то. То есть излученный пион не возвращается на предыдущий нуклон, а передается на следующий и так далее по кругу. В результате этого получается, как бы круговое движение положительных зарядов. Это как известно электрический ток. А именно ток и создает магнитное поле, что мы и наблюдаем в виде магнитного момента ядра.
В заключение можно сказать, что модель ядерных сил, представленная в 1935 Х.Юкавой, является на данный момент самой правдоподобной. И когда мы научимся генерировать пионы и синтезировать протоны, то сможем монтировать и ядра. Золота и платины будет сколь угодно много.