8.9. Используя соотношение неопределенностей Гейзенберга «координата-импульс» (ΔxΔp ≈ ћ), оценить кинетические энергии электрона в атоме, нуклона в ядре и кварка в нуклоне.

Рассмотрим атом. Соотношение неопределенностей запишем в виде ΔxΔpc ≈ ћc. Для оценок полагаем Δx ≈ Rат, где Rат − радиус атома, а Δp ≈ pe, где pe − импульс электрона. Электрон на орбите атома нерелятивистский, поэтому pe = (2Teme)1/2. Итак, получаем

Рассмотрим атомное ядро с массовым числом А ≈ 60÷70. Его радиус Rяд ≈ 4 Фм. Нуклон в ядре нерелятивистский, поэтому ход решения повторяет вышеприведенный для атома:

Заметим, что средняя кинетическая энергия нуклона в ядре около 20 МэВ.
Рассмотрим нуклон. Он, как известно, состоит из трех валентных кварков u, d. Их массы 2÷5 МэВ/с2. Для оценок примем массу кварка mq ≈ 3 МэВ/c2. Радиус нуклона RN ≈ 1 Фм. Кварки внутри нуклона релятивистские, поэтому pqc ≈ Tq, и для кинетической энергии кварка внутри нуклона получаем

На головную страницу

Рейтинг@Mail.ru