1. А. Нейтрон и протон находятся в состояниях с |l,s,j>n = |1,1/2,3/2>, |l,s,j>p = |1,1/2,3/2>. Какие значения может иметь полный момент системы j?
Б. Два нейтрона находятся в состояниях  |l,s,j>1 = |1,1/2,3/2> и  |l,s,j>2 = |1,1/2,3/2>. Какие значения может иметь полный момент системы j?

    В случае А нейтрон и протон не являются тождественными частицами, поэтому полный момент системы | j1 – j2 | <  j < j1 + j2, то есть j = 0, 1, 2, 3.
    В случае Б значения j = 1, 3 запрещены принципом Паули, т.к. в этом случае тождественные частицы будут иметь одинаковый набор квантовых чисел l, s, j, jz, что недопустимо. Поэтому j = 0, 2.
    Поясним сказанное. В таблице представлены возможные значения суммарной проекции полного момента j двух фермионов с j1 = j2 = 3/2 на ось Z, то есть значения jz = (j1)z + (j2)z.

rectang.gif (979 bytes)

-3/2

-1/2

1/2

3/2

-3/2

-3

-2

-1

0

-1/2

-2

-1

0

1

1/2

-1

0

1

2

3/2

0

1

2

3

Если фермионы тождественны, то они не могут иметь одинаковые наборы n, l, j, jz. Поэтому необходимо исключить все наборы jz= (j1)z + (j2)z, находящиеся на диагонали таблицы. Кроме того, два состояния, различающиеся обменом (j1)z и (j2)z, являются одним и тем же состоянием. Поэтому можно исключить jz, находящиеся ниже диагонали. Итак, приходим к следующей таблице

rectang.gif (979 bytes)

-3/2

-1/2

1/2

3/2

-3/2

-2

-1

0

-1/2

0

1

1/2

2

3/2

 Набор jz = -2, -1, 0, 1, 2 соответствует j = 2. Оставшееся значение jz = 0 соответствует j = 0. Таким образом, для тождественных фермионов остаются j = 0 и 2.

На головную страницу

Рейтинг@Mail.ru