ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
_{Nuclear physics}

    Ядерная физика – область физики, объектом изучения которой является атомное ядро. Состоит из ряда разделов, включая структуру ядра, ядерные силы, ядерные реакции, радиоактивный распад ядер, модели ядер.
    Существование у атомов ядер было установлено в 1911 г. Э. Резерфордом.
До 1932 г., когда Дж. Чедвиком был открыт нейтрон, ядро полагали состоящим из протонов и электронов. Сразу после открытия нейтрона В. Гейзенбергом,
Д.Д. Иваненко и Э. Майораной независимо была высказана гипотеза (подтвердившаяся в дальнейшем) о том, что ядро состоит из протонов и нейтронов. Этот момент можно считать началом ядерной физики как науки. Основную информацию об атомных ядрах дают их радиоактивность (радиоактивный распад) и ядерные реакции.
    Уже на раннем этапе развития ядерной физики было понято, что ядро существует благодаря мощным короткодействующим
(≈10^-13 см) силам притяжения нового типа (ядерным силам) между частицами, входящими в состав ядра – протонами и нейтронами. Протон и нейтрон, имеющие очень близкие массы и одинаково участвующие в ядерном взаимодействии, называют общим термином “нуклон”, а силы, действующие между нуклонами, – межнуклонными силами. Первая успешная теория ядерных сил была создана
Х. Юкавой в 1935 г. Согласно ей ядерное взаимодействие между нуклонами осуществляется обменом массивной частицей – мезоном. Эта теория получила подтверждение в 1947 г. после открытия пи-мезона (пиона) в космических лучах.
    После открытия в 1939 г. О. Ганом и Ф. Штрассманом деления атомных ядер появилась возможность практического использования внутриядерной энергии посредством осуществления цепной ядерной реакции деления (ядерный реактор, атомная бомба). Другой метод извлечения ядерной энергии в больших количествах – термоядерные реакции – пока удалось реализовать при взрывах водородных бомб. Термоядерный реактор ещё находится в стадии разработки.
    За менее чем вековую историю ядерной физики получена огромная информация о свойствах и структуре атомных ядер. Хорошо известны размеры ядер, распределение внутри них заряда и материи. Искусственно создано более 2500 новых ядер, отсутствующих в природе. Изучены не только ядра в основных состояниях, но и в возбуждённых состояниях. Нижние состояния (уровни) ядер хорошо локализованы по энергии, т.е. дискретны. По мере увеличения энергии ядра плотность ядерных уровней растёт и они (при энергиях возбуждения Е* > 10 МэВ) начинают перекрываться. Спектр уровней ядра от дискретного переходит к сплошному. О ядерных состояниях можно говорить вплоть до Е*100 МэВ. В этом огромном интервале энергий возможных ядерных состояний (0–100 МэВ) реализуются различные типы внутриядерных возбуждений и изучение их – одна из главных задач ядерной физики.
    Законченной теории атомных ядер ещё не создано и это связано с тем, что ядро представляет собой систему многих сильно взаимодействующих нуклонов. Точное описание таких систем (многих тел) представляет большие теоретические сложности. Тем не менее, о теории ядра можно говорить как о вполне состоявшейся и весьма успешной науке, которая разработала ряд довольно эффективных приближённых решений задачи многих тел.
    Теоретические подходы к описанию атомных ядер основаны на квантовой механике и использовании различных моделей. В зависимости от круга ядерных проблем применяются модели ядра, которые условно можно разбить на микроскопические (описывающие поведение отдельных нуклонов ядра) и коллективные (описывающие согласованное движение групп нуклонов в ядре).
    Новый этап в развитии ядерной физики связан с открытием кварков. Поскольку нуклоны и мезоны, участвующие в ядерном взаимодействии, состоят из кварков, то появилась возможность создать более глубокую теорию ядерных сил, в которой эти силы возникают как следствие более фундаментальных межкварковых сил.
    Ядерная физика является постоянно развивающейся наукой, отмеченной блестящими достижениями и далёкой от своего завершения. Она – один из наиболее важных разделов современной физики и тесно связана с другими её областями. Так без ядерной физики невозможно понять процессы, происходящие во Вселенной. Без ядерной физики также невозможен полноценный технический прогресс.