Мозг без картинки не усваивает информацию. Поэтому автор стремился максимально насытить текст пояснительными рисунками и схемами. Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. Установлено, что протоны и нейтроны имеют тороидальное строение, на это указывает наличие спина (механического момента вращения J = 1/2). А вращающиеся заряды электронов, протонов и нейтронов создают магнитные поля. А вращающиеся заряды электронов, протонов и нейтронов создают магнитные поля. Было установлено, что спин-спиновые взаимодействия на малых расстояниях, порядка 10^-13 cм. начинают играть существенную роль, определяют величину и характер сил, действующих между поляризованными частицами.
Рис. 1. Спин протонов р+.
Рис. 2. Спин нейтронов n0.
Спин - это одна из важнейших характеристик элементарной частицы. Спин отображает вращение частицы вокруг своей оси (см. рис. № 1-2-3). Спин направлен вверх (условно), если частица вращается против часовой стрелки относительно наблюдателя. Если вращение по часовой стрелке - спин направлен вниз.
Представьте себе вращающуюся юлу. Как ее перевернуть, не меняя вращения? Можно, конечно, это сделать, но придется затратить большое количество энергии.
Специфика спин-спинового взаимодействия состоит в самопроизвольном установлении и поддержании единой ориентации систем ядерных магнитов. Этот вид взаимодействия не сводим не только к теплообмену, но и к электрическому или магнитному взаимодействию, поскольку оно присуще и электрически нейтральным частицам, а при ослаблении внешнего электрического или магнитного поля не вызывает разупорядочивания ориентации электрических и магнитных диполей со свойственными им временами релаксации.
Рис. 3. Спин электрона е- в атоме водорода Н, либо 1s+1/2 "Боровская орбита" либо 1s -1/2.
Тор электрона е-, двигаясь по орбите, создает электрический ток. Известно, что при движении ток в кольцевом проводнике вызывает магнитное поле. Поэтому тор электрона е-, вращаясь образует маленький прямой магнит, расположенный вдоль оси вращения. Величина магнитного поля магнита, образованного кольцевым током, характеризуется магнитным моментом.
При взаимодействии протонов р+ и нейтронов n0 возможен боковой и осевой контакт. Все другие углы контакта неустойчивы и неизбежно переходят в два основных вида контакта.
Рассмотрим следующие возможные комбинации контактов нуклонов, где Р + Р протон + протон, N + N нейтрон + нейтрон, P + N протон + нейтрон.
Рис. 4. Боковой контакт нуклонов р+ и р+.
Рис.5.Боковой контакт нейтронов n0 и n0.
Рис. 6. Боковой контакт протонов р+ и нейтронов n0.
После начала контакта нуклонов определяющую роль сразу занимают вихревые электромагнитные силы и устанавливается анти=параллельность спинов при боковом контакте или их параллельность — при осевом.
При боковом контакте нуклоны отталкиваются при параллельных спинах и притягиваются при антипараллельных спинах (см. рис. 4.).
Когда мы видим вращательное движение, описать его вектором затруднительно, всё зависит от точки зрения «с фронта» – левое, то «с тылу» правое.
Поэтому физики условились, вращаем штопор по направлению вращения часовой стрелки, и продольное движение штопора - это вектор момента импульса вращения.
Здесь все однозначно получается. Вывод, физики 19–го века знали толк в вине и штопорах!
При осевом контакте, всё наоборот, Нуклоны притягиваются при параллельных спинах и отталкиваются при антипараллельных спинах (см. рис. 5).
Изотопическая инвариантность взаимодействия нуклонов согласуется с данными о наличии черт геометрического сходства структур в виде кольца протона и нейтрона и свидетельствует о равенстве их скоростей вращения.
Из-за малого радиуса действия Ядерных сил (1,5-2 ферми) притяжение оказывается достаточным для возникновения только одного связанного состояния протона и нейтрона с параллельными спинами (дейтрон) с энергией связи 2,2 МэВ.
Рис. 7. Осевой контакт протонов р+ и р+
Рис. 8. Осевой контакт нейтрона n0 и нейтрона n0.
Рис. 9. Осевой контакт протона р+ и нейтрона n0.
Рис. 10. Осевой контакт протонов р+ и р+
Рис. 11. Осевой контакт нейтрона n0 и нейтрона n0.
Рис. 12. Осевой контакт контакт протонов р+ и нейтронов n0.
Два нейтрона (или два протона) вообще не образуют связанного состояния.
Почему?
Всё очень просто, взглянем на изображения, как устроены протон р+ и нейтрон n0. Продолжение следует.