Строение ядер. Структура ядер. Изображения ядер. Проблемы существующих моделей, указывающие на их ошибочность.
Здравствуйте дорогие друзья, подписчики и гости моего канала. С этой статьи начну серию статей о теории кольцевого строения атомных ядер. Статьи из этого цикла буду нумеровать, что бы выделить их среди статей не по теме разбора теории.
Перед тем, как перейти к разбору теории, необходимо пояснить, для чего необходима новая модель атомного ядра. Кратко поговорим о существующих моделях и так же кратко о новой модели атомных ядер.
Существующие модели, безусловно, привнесли большое понимание о ядерной материи, о свойствах, характеристиках ядер, и о процессах которые происходят в ядрах. Всё, что мы знаем сейчас о ядрах элементов, это заслуга большого числа гениальных учёных, критиковать их за несовершенство сложившейся теории физики атомного ядра, мы просто не имеем права. Однако, так же не имеем права умалчивать о недостатках, не обращать внимание на существенные пробелы, противоречия, и вопросы без ответа.
Проблема строения атомных ядер
В официальной науке, применительно к строению атомных ядер, разработано несколько теорий, каждая из которых описывает некоторые свойства ядер по своему, ни одна из них не описывает все свойства ядер. Модели атомных ядер, в этих теориях, являются приближенными, описывающими лишь некоторые свойства ядер с использованием подобранных произвольных параметров, согласующихся с экспериментальными данными. Ни одна из них не показывает строение и структуру ядер, которая бы отображала взаимное расположение нуклонов (протонов и нейтронов) в ядрах.
Так же существуют модели и теории, разработанные исследователями и учеными, придерживающимися альтернативных взглядов и подходов на устройство нашего мира (альтернативными по отношению к официальной физике), однако, к сожелению, в них я так же не нашёл отображения действительности.
Есть все сведения для того, что бы утверждать, что существующие модели не имеют ничего общего с реальным строением атомных ядер. Это утверждение полностью описывает необходимость создания новой, более реальной модели атомных ядер. Это не моё личное мнение, это факт, который признают ученые, говорят об этом открыто, и прямо указывают на несовершенство моделей в книгах по ядерной физике. Так же об этом говорит рвение создать новые теории и модели атомных ядер, жаль, что только в альтернативной среде, в официальной же науке принято считать за правду то, что предложили "за границей", а затем утвердили присвоением Нобелевской премии.
Некий канон, заданный научной мировой "элитой", в российской академии наук (и повидимому академий других стран) создает табу на совершенствование существующих моделей атомных ядер. Вместо того, вся ядерная физика, работающая в этом направлении, делает всë для поддержания моделей приведших в заблуждение, моделей, которые уводят умы в сторону от действительности, от понимания реального устройства атомных ядер, моделей, которые за более чем пол века так и не дали ни какого понимания о строении и структуре атомных ядер.
Поэтому проблема строения, структуры атомных ядер не решена, и требует решения!
Новость к стати
В начале 2023 года, 27 января, на сайте академии наук опубликовали заметку, в которой Александр Фикс, профессор исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета, рассказал об интересных результатах новейших опытов.
Это небольшая заметка, но весьма содержательная, поэтому стоит прокомментировать её всю.
Нет согласованной теории описывающей взаимодействие между нуклонами. Свойства связи нуклонов формируют структуру атомного ядра, распределение нуклонов в пространстве согласно связям, в которых участвует каждый отдельный нуклон. Поэтому свойства связи нуклонов являются фундаментом для построения модели атомных ядер. Неправильный подход к взаимодействию нуклонов в ядре, делает модели атомных ядер неправильными.
Взаимодействие между кварками является источником ядерного взаимодействия между нуклонами. Вполне логичное утверждение, если считать, что нуклоны состоят из кварков, то и взаимодействие между нуклонами, это взаимодействие между кварками. Этот факт важен для определения свойств сильной связи, и является ключом к пониманию того, как в ядре нуклоны связываются друг с другом, и какую образуют структуру.
Однако, само строение нуклонов, предлагаемое квантовой хромодинамикой (КХД), не является доказанным фактом, и соответственно при ошибочности модели строения нуклонов (из кварков) делает все последующие расчеты ошибочными.
...параметры, подгоняемые к результатам исследования... Этим всё сказано (как нибудь сделаю разбор про подгонку к экспериментальным данным, покажу абсурд, который не может считаться физикой). Математический аппарат КХД, далеко не совершенный способ познания устройства нуклонов, и тем более ядер.
Эксперименты, в которых получены реальные данные о взаимодействии между нуклонами, важнее предсказаний математики.
Теоретические предсказания полностью не совпадают с опытными данными. Вывод очевидный и короткий. И это только применительно к связям нуклонов, а что говорить об математических моделях целых ядер, состоящих из большого числа взаимодействующих частиц.
Существующие математические аппараты, не смотря на всю гениальность и сложность, могут описать лишь простейшие системы, в ядрах с большим числом протонов и нейтронов математический аппарат не работает, либо требует сверхсложных расчётов, которые, из-за большого числа неизвестных, теряют какой либо смысл. Это говорит о несостоятельности существующих математических моделей описать строение ядер всех элементов.
Этот факт не позволяет утверждать, что строение атомного ядра известно, изучено, и не нуждается в дальнейшем, более глубоком, рассмотрении этого вопроса.
Поэтому исследование атомных ядер и частиц из которых они состоят, продолжаются, применяются новые подходы, строятся новые установки для проведения новых экспериментов, но не совершенствуется теоретическая основа для понимания устройства атомных ядер, используются математические модели разработанные 70 лет назад.
Эксперименты на адронных коллайдерах не дали ожидаемый результат. Кроме рождения большого числа короткоживущих частиц, которые вписывают в стандартную модель, ни какого существенного понимания строения атомных ядер, столкновение последних не дало.
И это вполне ожидаемый результат, так как сталкивая пучки ядер с большой скоростью, познать внутреннюю структуру отдельных ядер крайне сложно. Однако попытки понять таким методом структуру ядер, всё же, дают некоторые результаты, хотя и весьма сомнительные.
Изображения ядер
В январе 2023 года опубликована новость о том, что "Физики получили детальное изображение ядра внутри атома".
Цитаты из статьи:
"Через серию квантовых флуктуаций фотоны взаимодействуют с глюонами, создавая промежуточную частицу ("ро"), которая немедленно распадается на два заряженных "пиона" (или пи-мезона), отмеченных как π+ и π-. Скорость и углы, под которыми эти π+ и π- частицы попадают в детектор STAR в RHIC, дают информацию, которая позволяет очень точно отобразить расположение глюонов в ядре.
Отслеживая пионы от частиц "ро", движущихся под разными углами и с разными энергиями, ученые смогли составить карту распределения глюонов по всему ядру.
"Мы показали, что эти фотоны поляризованы, их электрическое поле излучается наружу из центра иона. И теперь мы используем этот инструмент - поляризованный свет - для получения эффективной картины высокоэнергетических ядер", — объясняет Чжанбу Сюй, физик из Брукхейвенской лаборатории и член коллаборации STAR.
"Теперь мы можем получить изображение, на котором действительно можно различить плотность глюонов под определенным углом и радиусом. Изображения настолько четкие, что мы даже можем начать видеть разницу между тем, где находятся протоны и где расположены нейтроны в этих больших ядрах", — восторгается Бранденбург."
Если кратко, то учёные составили детальную карту расположения элементарных частиц внутри атомного ядра, сопоставляя траектории запутанных частиц. Причём, это новый вид запутанности между разными частицами. В общем продолжаем удивляться запутанности нашего мира.
Я не буду комментировать на сколько такой способ точен, так как мне не совсем понятно, как из тысяч "траекторий" рождённых частиц во время столкновений ядер, выделяют запутанные частицы, и как определяют принадлежность к конкретному ядру из многочисленных, участвующих в столкновениях, ядер. Если вы что-то об этом знаете напишите в комментариях.
Тем не менее получено такое изображение.
То, что я вижу на этом изображении, это кольцо в самом центре, вполне себе похожее на ядра, которые получены в разработанной мною кольцевой модели атомных ядер.
Наличие в ядрах известного числа протонов и нейтронов, при том, что только определенное их соотношение даёт стабильные ядра, обязывает модель объяснять их взаимное расположение. Если взаимное расположение определено, то тогда можно построить изображения ядер, показывающее расположение каждого протона и каждого нейтрона в структуре ядра.
Кольцевая модель позволила построить и изобразить ядра всех стабильных и части нестабильных изотопов всех элементов.
Существующие модели, не дают даже близкого понимания того как располагаются относительно друг друга протоны и нейтроны в ядрах.
Существующие модели атомных ядер
Давайте посмотрим какие модели атомных ядер были отмечены Нобелевской премией по физике и до сих пор считаются признанными и преподаются новым поколениям ученых. Заодно предлагаю посмотреть открытия в области строения атомного ядра за которые присуждали Нобелевскую премию.
Начнём с самого начала, слегка затронем историю ядерной физики, и познакомимся с основными фигурами, заложившими основы современного подхода к теории атомного ядра.
Первая Нобелевская премия по физике была присуждена в 1901 году, её обладателем стал Вильгельм Конрад Рентген за открытие электромагнитного излучения исходящего из вещества, названного в его честь рентгеновским излучением.
Это открытие не совсем связано с ядром атома, так как считается, что излучение вызвано изменениями в электронной оболочке. Да и тогда ещё не знали о ядре атома, однако именно распад ядра приводит к излучению в рентгеновском диапазоне.
В 1903 году премии удостоены трое ученых, Антуан Анри Беккерель, за открытие спонтанной радиоактивности,
и Пьер и Мария Кирю, за исследование явлений радиации, открытой Беккерелем.
В то время эти явления так же ещё не связывали с ядерными реакциями распада, так как ещё не было известно, что элемент это в первую очередь ядро.
В 1911 году было открыто атомное ядро, и это событие безусловно было бы отмечено Нобелевским комитетом, но Эренест Резерфорд, сделавший открытие, получил Нобелевскую по химии ранее, в 1908 году, за «проведение исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ». Резерфорд в 1919 году так же открыл протон.
В 1935 году Джеймс Чедвик получил премию за открытие нейтрона. Так стало известно, что ядро состоит не только из протонов, но еще из нейтронов.
В 1938 году Энрико Ферми был удостоен премии за «доказательство существования новых радиоактивных элементов, полученных при облучении нейтронами, и связанное с этим открытие ядерных реакций, вызываемых медленными нейтронами».
1943 год Отто Штерн открыл магнитный момент протона. Протон, в отдельности является ядром самого элементарного элемента - Водорода. Протон имеет заряд и, связанные с ним, магнитный момент и спин.
16 июля 1945 года была взорвана первая ядерная бомба. За это конечно премию не давали, но это стало наглядным отображением факта заключения огромной энергии в связях между протонами и нейтронами.
В 1949 году Хидеко Юкава, разработал модель сильной ядерной связи, основанной на обмене частицами, мезонами, создающими мезонное поле. Несмотря на экзотический способ связи путем обмена массивными частицами, потенциал между нуклонных взаимодействий, хорошо описывает свойства ядерной связи. Согласно потенциалу Юкавы нуклоны устанавливают связь в непосредственной близости друг от друга, с максимальной силой на расстоянии равном приблизительному радиусу нуклона, 0,8 Фемтометров (фм).
1961 год, Роберт Хофштадтер, получает премию за основополагающие исследования электронов на атомных ядрах и связанные с ним открытия, касающиеся структуры нуклонов. Было выявлено распределение электрических зарядов внутри нуклонов, это дало понимание о внутренней структуре нуклонов, и о том, как нуклоны могут взаимодействовать между собой.
В 1963 году была присуждена премия трем ученым, первый лауреат Юджин Вигнер, «за вклад в теорию атомного ядра и элементарных частиц, особенно с помощью открытия и применения Фундаментальных принципов симметрии».
Вторую половину премии поделили Мария Гёпперт Майер и Ханс Йенсен «За открытия, касающиеся оболочечной структуры ядра».
И вот, наконец-то, теория строения атомного ядра, удостоенная одобрения нобелевского комитета.
Буду пользоваться описанием моделей из википедии (сайт нарушает закон РФ), так как там они описаны кратко и достаточно информативно.
Поговорим об оболочечной модели после ознакомления с другими моделями.
В 1975 году «За открытие взаимосвязи между коллективным движением и движением отдельной частицы в атомном ядре и развитие теории строения атомного ядра, основанной на этой взаимосвязи», Оге нильс Бор, Бен Рой Моттельсон и Лео Джеймс Рейнуоттер, стали лауреатами Нобелевской премии по физике.
Это вторая, и последняя модель атомного ядра, за которую присуждена премия. Нужно сказать, что на этой модели развитие теории строения ядер остановилось, ни чего кардинально нового, и дающего большего понимания строения ядер не создано. А все исследования и расчеты проводятся исходя из представления ядер по этим моделям.
Цитата с сайта indicator.ru:
«Взяв за основу выкладки Рейноутера, Бор с Моттельсоном объеденили достоинства обеих предшествующих теорий – капельной и оболочечной – и постарались исключить недостатки. В результате получилась синтетическая теория строения атомного ядра, названная коллективной. Вот как пишет об этой теории биография Оге Бора.»
И получился такой замечательный союз сферической поверхности с оболочками. В совокупности разные подходы объясняют различные явления связанные с ядрами, тем самым в сумме объясняют больше, чем по отдельности. По-моему это очень странный подход к пониманию строения атомных ядер.
Вот что из себя представляет капельная модель в отдельности:
Такая модель хорошо описывает колебания, возникаемые в ядрах, и не более. Ни какой структуры эта модель показать не может, а независимое движение частиц противоречит природе сильных взаимодействий между нуклонами. Далее этот вопрос разберём подробнее, но сначала рассмотрим еще три премии в области атомного ядра, и другие наиболее известные модели атомных ядер.
1983 год, Уильям Альфред Фаулер, стал лауреатом премии «за теоретическое и экспериментальное исследование ядерных реакций, имеющих важное значение для образования химических элементов во Вселенной».
Выдвинутые гипотезы Фаулером, дают понимание того как могли появиться элементы вне звёзд, но сами циклы синтеза, образования элементов, от первого до последнего, не учитывают строения атомных ядер. По этой причине цепочка циклов синтеза, объединений легких ядер в более тяжелые, выстроена неполноценно.
Мне, основываясь на структуре ядер, удалось построить более реалистичное семейство циклов, посредством которых образуются стабильные ядра всех элементов (ставлю акцент на "стабильные", так как во время синтеза, большим числом разных реакций, образуется и большое число нестабильных ядер). Разработанные мною циклы показывают как образуются ядра с кольцевой структурой. О циклах синтеза будет отдельная статья.
1990 год, «за пионерские исследования глубоконеупругого рассеяния электронов на протонах и связанных нейтронах, что имело большое значение для развития кварковой модели в физике частиц», премии удостоены Джером Фридман и Генри Кендалл и Ричард Тейлор.
Эти исследования позволили обнаружить точечноподобные объекты – партоны, в которых сосредоточена вся масса нуклона. Размер этих партонов < 10 в -17 см, это в 10000 раз меньше зарядового радиуса нуклона равного 10 в -13 см (1 фм). Не смотря на то, что эти опыты не указывают, что в нуклоне именно три партона, эти результаты приняли как подтверждение ранее предсказанной, теоретическими концептами, кварковой модели нуклонов.
2004 год, Дэвид Гросс, Девид Политцер, и Фрэнк Вильчек, стали лауреатами «за открытие асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий».
Честно сказать, трудно назвать это открытием, так как по факту, это является математическим формализмом КХД. Что это дало не особо понятно. Еще в 1935 году Хидэки Юкава предложил теорию ядерных сил, в которой по расчетам, при сближении нуклонов, силы притяжения менялись на силы отталкивания.
Единственное, что я могу предположить, что этим эффектом ученые узаконивают свободное движение нуклонов в ядре. Но, при включении логики, движение нуклонов относительно друг друга могут быть только в непосредственной близости, то есть друг вокруг друга. При отдалении этот эффект пропадает и возникает другой эффект, эффект сильного притяжения.
И так, мы рассмотрели 14 работ, так или иначе связанных с атомным ядром, которые были отмечены Нобелевским комитетом за 122 года. Они отражают все современные представления об атомном ядре, вкратце это:
- структура нуклонов;
- свойства связи нуклонов;
- состав ядер (протоны и нейтроны);
- строение ядер (модели атомных ядер);
- превращения ядер (реакции синтеза и распада).
Конечно, к этому списку есть множество открытых фактов о ядрах и их свойствах, которые и должны объяснять модели атомных ядер. К примеру изотопный состав элементов, стабильность и не стабильность изотопов, и другие данные.
Существуют еще несколько моделей атомных ядер, рассмотрим кратко наиболее известные из них.
Эта модель так же основана на независимом движении нуклонов в поле с медленно меняющимся потенциалом.
Эта модель в 1950 году так же была развита Рейноутером, Бором, и Моттельсоном. Факт вращения всего ядра как целого легко объясним если все нуклоны в ядре связаны.
Все эти модели не дают никакого представления о том, как в ядре располагаются относительно друг друга протоны и нейтроны, мало того они этот вопрос не считают важным, и в своей основе взаимное влияние опускают до не взаимодействия нуклонов между собой. А вопрос того как между собой нуклоны взаимодействуют, является самым важным и главным в понимании того, как устроены ядра.
Из всех моделей, о структуре ядер, должна хоть что-то сказать оболочечная модель, ведь распределение нуклонов по оболочкам, казалось бы, должно давать какую-то картину распределения протонов и нейтронов в ядре. Поэтому кратко разберём основные тезисы оболочечной модели.
Об остальных моделях я говорить не буду, так как все они, по моему мнению, далеки от реальности. Эта конечно тоже далека, но официально признана.
В качестве ядра предлагается система в которой есть энергетические уровни- оболочки, на которых поочерёдно заселяются нуклоны. Последовательность заполнения оболочек должна вызывать строгое распределение нуклонов в пространстве и нахождении нуклонов строго на своем месте. Иначе схема оболочек просто теряет смысл, и ядро остается неизменным даже когда нуклоны в ядре перемешиваются.
Модель основывается на распределении нуклонов по оболочкам, и связывает заполнение оболочек с повышенной стабильностью ядер. Такие ядра были названы магическими.
При детальном исследовании свойств магических ядер, и сравнении их с немагическими, мною были найдены интересные факты, которые в корне меняют представление о таких ядрах, и поднимают вопросы, ставящие под сомнение их "магичность". Подробно об этом в следующей статье под цифрой 2.
Модель предполагает, что нуклоны в ядре могут свободно двигаться в общем потенциале ядра и не взаимодействовать друг с другом, что в корне противоречит сильному взаимодействию между нуклонами в ядре.
Наличие сильного ядерного взаимодействия с большой энергией связи между каждым связанным нуклоном, заменяется эффективным потенциалом, внутри которого нуклоны двигаются независимо друг от друга, и не взаимодействуют друг с другом. Это вступает во внутреннее противоречие модели со строгим распределением нуклонов на оболочках. Такой подход, отвергающий взаимодействие между нуклонами, изначально теряет связь с реальным устройством ядер.
Рассмотрим вопрос о не взаимодействии нуклонов в ядре подробнее, так как он присущ всем моделям.
Могут ли нуклоны свободно двигаться в ядре и не взаимодействовать?
Ядерная связь существует на небольшом участке расстояний между нуклонами, приблизительно от 0,5 до 2 Фм, то есть притяжение между нуклонами действует только на коротком расстоянии, а за пределами этого расстояния нуклоны испытывают превосходящие силы отталкивания. Положение за кулоновским барьером обязывает нуклоны непременно разлететься. Это и происходит, когда из ядер вылетают частицы, все они имеют не малую энергию, это значит, что они выстреливаются из ядра под действием отталкивающих сил.
Когда нуклон преодолевает кулоновский барьер, он попадает в область превосходящих сил притяжения. Силы притяжения в этой области огромны. Вспоминаем ядерную бомбу, сколько выделяется энергии, при разрыве связей, вся эта энергия отталкивания, преодолевается силами сильной ядерной связи.
Именно эта сила связи делает ядра стабильными, удерживая в стабильном состоянии до 209 нуклонов, таким количеством нуклонов обладает Висмут, последний стабильный элемент (и хотя у Висмута обнаружена радиоактивность с периодом полураспада больше возраста вселенной, я его считаю стабильным). Все элементы с превышающим это число нуклонов являются не стабильными, и имеют различные периоды полураспада, так, к примеру, Плутоний-244 имеет период полураспада 80 миллионов лет, то есть некоторые тяжелые ядра достаточно долго находятся в стабильном состоянии, и дольше, чем более легкие нестабильные ядра.
То, каким образом, все эти нуклоны располагаются относительно друг друга, а так же, что вызывает ядерные реакции, должно объяснять строение атомного ядра. Модель, в которой все нуклоны двигаются не зависимо друг от друга, не может объяснить структуру ядер и объяснить причины стабильности и не стабильности ядер, да и вообще, как уже было не раз сказано, противоречит природе сильного взаимодействия.
Если какая-то частица когда то, во время синтеза, присоединилась к ядру, то пока ядро стабильно, ни какая частица не может отдалиться и разорвать связь с теми частицами, с которыми эта связь образовалась при синтезе.
С учетом того, что ядерная связь короткодействующая (порядка размера нуклона), а при её разрыве выделяется огромное количество энергии, можно заключить, что нуклоны после присоединения к ядру, если ядро при этом осталось стабильным, остаются на своих местах, не образовывая новые связи и не разрывая старые связи с нуклонами. Любой разрыв связи вызывает ядерную реакции. Поверхностно это можно описать так:
- при разрыве связи одной частицы со всеми частицами ядра, такая частица покидает ядро.
- при разрыве связи группы частиц с частицами ядра, ядро покидает эта группа частиц ( альфа частицы, кластеры, осколки).
- при разрыве связи частица, связанная с еще одной частицей ядра (или несколькими частицами), остаётся в ядре, при этом под действием энергии разрыва имеет место механическое соударение связанных частиц, и изменение состояния частиц, нейтрон может превратиться в протон, а протон в нейтрон («бетта +», «бетта –» распады).
Разрыв связи это и есть ядерная реакция распада. Точно так же, как соединение двух нуклонов, это ядерная реакция синтеза, после которой нуклоны находятся в неразрывной связи.
Все нуклоны, связанные между собой, находятся на расстоянии меньшем диаметра нуклона, и для того, что бы переместить нуклон из одного места в другое, необходимо преодолеть силы связи всех окружающих его нуклонов, находящихся в непосредственной близости, при которой образуется сильная ядерная связь. Нуклоны не могут проходить сквозь друг друга, и не могут отдаляться друг от друга на расстояние, дальше кулоновского барьера, без разрыва связи.
Поэтому любое движение нуклонов на расстояние дальше радиуса связи, и сближение нуклонов до расстояния связи (с разрывом и образованием связи), вызывает ядерную реакцию. Однако, перемещения нуклонов в ядре всё же могут быть, и происходят они без разрыва связи. В этом случае перемещения связанных нуклонов может осуществляется только относительно друг друга по радиусу связи, согласно своим степеням свободы, зависящим от количества связей, и степеней свободы нуклонов с которыми они связаны.
Ядро может оставаться стабильным долгое время, спонтанные распады свидетельствуют о том, что в ядре что-то перестроилось и частицы разорвали связь. Поэтому перестроение связей, вызывающие изменения в ядре, в первую очередь обусловлены строением ядра (взаимным расположением нуклонов). Именно неизменность связей между нуклонами в ядре отвечает за стабильность ядер, а каждое изменение влечет за собой ядерную реакцию.
Таким образом, движение нуклонов в ядре независимо друг от друга не возможно и противоречит природе сильных ядерных связей. Поэтому нуклоны в ядре соединяясь друг с другом, располагаются относительно друг друга неразрывно, и образуют структуру ядра.
Строение атомных ядер
Строение ядра, иначе говоря структура ядра, это то, что должна объяснять модель ядра в первую очередь. Именно согласно структуре ядра должны описываться все известные явления происходящие в ядре.
Существует такое явление, как возбуждение атомного ядра, оболочечная модель объясняет его как переход нуклонов с нижней оболочки на верхнюю, а снятие возбуждения переходом с верхней на нижнюю. Это возбуждение одиночных нуклонов ядра, которое может быть объяснено только в рамках структуры ядра, и перемещение одной частицы без строгой структуры, не имеет смысла. Так как при постоянных независимых перемещениях нуклонов в ядре, как может один из сотни (к примеру) возбудиться? Нет ни каких механизмов возбуждения отдельного нуклона без структуры, без строгого расположения нуклонов.
Так же существует такой вид возбуждения, как гигантский дипольный резонанс, который предполагает, что заряженные протоны двигаются туда обратно, в результате чего возникает колебание электрического заряда. Колебание протонов относительно какого-то невозбуждëнного положения можно по разному представлять, и воспроизводить в различных модах колебаний. Во всех случаях участвуют в колебании все нуклоны. Капельная модель, «объясняющая» эти колебания перемещением групп частиц, опять таки противоречит взаимодействию между частицами.
Если колебание происходит с учётом, что нуклоны не меняют своё положение относительно друг друга, то колебаться должна структура ядра.
Некоторые резонансы живут дни и часы, что выделяет их из общего числа возбуждаемых нуклидов, с типичным временем испускания гамма излучения равным наносекундам. Такие длительные колебания ядра, могут быть объяснены только структурой ядра, так как ядра не имеющие структуру, ядра в которых все нуклоны независимо друг от друга могут перемещаться, не могут отличаться друг от друга ни чем кроме массы.
Этих фактов достаточно, что бы со всей уверенностью заключить, что ни одна существующая модель атомного ядра не отображает реальное устройство, строение и структуру ядер.
Поэтому существует такой вопрос: - как устроено атомное ядро и какова структура ядер у всех элементов?
Этот вопрос является одним из самых важных в ядерной физике и нуждается в более глубоких и реалистичных методах познать строение атомных ядер. Этот вопрос может быть решён только путем создания новой модели атомного ядра. Многолетние попытки усовершенствовать старые и найти для них новые доказательства не имеют ни каких успехов, наоборот, новые исследования и опытные факты указывают лишь на несоответствие с теориями. А соорудить из двух старых моделей, имеющих в своих основах разные подходы, одну новую, так и вовсе абсурдно для физики, однако за такую бредовую модель присудили нобелевскую премию, и по сей день официальная наука считает её верной, и не делает попыток создать более вразумительной модели.
Поэтому, ядерная физика требует создания новой, реальной модели атомного ядра!
К модели ядра должны предъявляться строгие требования. В первую очередь, модель:
- не должна противоречить опытным данным и реальным фактам;
- должна объяснять известные факты, явления, свойства, и характеристики ядер;
- должна строиться на достоверных фактах;
- должна иметь единую для всех элементов схему распределения нуклонов в ядре, и показывать как в ядре располагаются относительно друг друга каждый протон и нейтрон;
- должна объяснять причины различных ядерных реакций;
- должна показывать какие процессы и изменения происходят со структурой ядра, с распределением нуклонов в ядрах, при реакциях синтеза и распада.
- должна объяснять, каким образом происходит синтез ядер от самых лëгких до самых тяжёлых элементов;
- должна иметь математический аппарат, разработанный исходя из структуры ядра, а не на оборот.
Кольцевая модель атомных ядер
Теперь кратко разберём на чём основывается кольцевая модель атомного ядра. Исследование всевозможных доказанных фактов, которые указывают на структуру ядра, позволили построить модель, которая отображает эти факты, при этом является единообразной для всех элементов.
Как уже должно было стать понятно, модель строится исходя из свойств сильного взаимодействия удерживать в непосредственной близости связанные нуклоны.
Распределение протонов и нейтронов относительно друг друга учитывает их способности образовывать стабильную связь. Кольцевая модель основывается на том, что стабильно находиться в связи могут только протон с нейтроном. Нейтрон с нейтроном и протон с протоном не могут иметь стабильную связь. Это не пустое постулирование условия, а вывод сделанный исходя из всестороннего исследования различных достоверных фактов. Подробно этот аспект будет разобран в отдельной статье.
Структура образовывается исходя из последовательного синтеза ядер. Ядро увеличивается за счёт последовательных присоединений к ядру протона, альфа-частицы (ядра Гелия-4), и нейтронов. До Бора ядра образуются присоединением протонов и нейтронов.
Начиная с Бора образование всех нечётных элементов происходит за счёт слияния ядер нечётных элементов с альфа-частицей. Образование всех чётных элементов происходит присоединением протона к ядру нечётного элемента (предшествующего по заряду).
Образование изотопов осуществляется присоединением нейтронов к ядрам.
Конечно, есть множество реакций слияния, которые образуют нестабильные ядра, распад которых образует стабильные ядра. То как трансформируются ядра и почему именно таким образом, так же будет разобрано в отдельной статье.
Все нуклоны в ядре располагаются в одной плоскости. Этому обязано свойство связи соединяться нуклонам только в одном взаимном положении, в одном относительном направлении спинов. Иными словами, все нуклоны соединены единообразно относительно друг друга. Из-за этого вокруг одного нуклона в непосредственной близости, может находиться ограниченное количество нуклонов. Этот аспект также непосредственно влияет на структуру ядра. Кольцевая модель полностью согласована с этим условием, и показывает, почему к ядру не может быть присоединено нейтронов больше, чем мест для присоединения. Так же протонов не может быть больше чем мест для присоединения. Совместно с несколькими факторами, влияющими на стабильность, этот аспект формирует количество стабильных изотопов у элементов.
Абсолютно у всех стабильных нуклидов (за исключением Гелия-3, в котором два протона соединено одним нейтроном), количество нейтронов либо равно количеству протонов, либо количество нейтронов больше чем протонов. Кольцевая модель этот факт объясняет и отображает строением ядер.
Размещение всех нуклонов относительно друг друга в ядре может быть только определенным образом, единообразным для любого количества и соотношения нуклонов в ядрах. Иными словами, структура ядер у всех элементов одинаковая.
Количество нуклонов достоверно известно для каждого изотопа каждого элемента, поэтому единственное, что осталось узнать о ядрах, это то каким образом все нуклоны располагаются относительно друг друга.
Новая модель позволила построить ядра всех элементов, благодаря чему стало возможно увидеть как устроено ядро и как в нём располагаются протоны и нейтроны относительно друг друга.
Мне сложно представить, как математически можно описать разработанную структуру, поэтому я не делал даже попыток к этому, и решил оставить этот вопрос для математиков. Однако в теории всё же есть расчёты, но простые, касаемо структуры ядер. Рассчитывается количество нуклонов в кольце ядра, количество дополнительных нейтронов, радиус кольца, количество связей, и удельная энергия связи приходящаяся на одну связь.
Знание того, как расположены нуклоны относительно друг друга, позволяет узнать сколько связей имеет каждый нуклон в ядре, что в свою очередь позволяет посчитать удельную энергию связи приходящуюся на одну связь. В отличии от расчета удельной энергии приходящейся на один нуклон, такой подход более точен, так как нуклоны располагающиеся в разных местах структуры, имеют разное количество связей.
Кольцевая модель позволила выявить различие в структуре ядер чётных и нечётных элементов, что позволило объяснить различия между ними, и открыть ранее неизвестные или незамеченные факты.
В завершение
Понимание того как устроены ядра, как в них располагаются нуклоны, открывает новые возможности для экспериментов, которыми заодно можно проверить теорию. Так же понимание структуры позволяет создать технологии более эффективного синтезирования нуклидов, к примеру для наработки радиоактивных изотопов для медицинских целей.
О всём остальном буду постепенно рассказывать в следующих статьях, поэтому подписывайтесь, что бы ни чего не пропустить!
Если вам интересно детальное описание теории кольцевого строения атомных ядер, или интересно посмотреть на изображения ядер всех элементов, или просто хотите поддержать автора в его научной деятельности, вы можете приобрести книгу обратившись к автору на любой удобной для вас интернет площадке, ссылки на них в taplink👇.
Подписывайтесь на мой канал, что бы не пропустить новости и разборы теории!
Пишите в комментариях свои вопросы, соображения, и может быть возражения!
Всем Добра и Мира!
© Янвинтин Тимофей
