36. Определить возможные значения спина ядра, состоящего из двух протонов и двух нейтронов в состояниях с орбитальными моментами l, равными нулю. Считать все нуклоны находящимися в одном (низшем из возможных) энергетическом состоянии.

    Поскольку полный момент каждого нуклона в данном случае равен 1/2, возможные значения суммы четырех векторов vec_J = vec_0, vec_1, vec_2. Однако в этом случае реализуется только первое из этих значений, т. е. 0. Здесь проявляется действие принципа Паули. Согласно принципу Паули, тождественные фермионы любой системы должны находиться в разных квантовых состояниях. Иными словами, тождественные фермионы, входящие в состав системы, не могут иметь совпадающие наборы квантовых чисел. В данном случае два нейтрона с одинаковой энергией и одинаковыми (нулевыми) значениями орбитального момента должны иметь разные значения проекции спина на выделенную ось, т. е. +1/2 и -1/2. Сумма спинов нейтронов в этом случае равна 0. Эта же ситуация реализуется для двух протонов. Поэтому суммарный момент такой четверки нуклонов – т. е. ядра 4He в основном состоянии – равен 0.
    Обратимся теперь к чётности ядерных состояний. Если гамильтониан системы коммутирует с оператором пространственного отражения, четность системы является «хорошим квантовым числом», т. е. сохраняется. Для сильных и электромагнитных взаимодействий это выполняется, поэтому (с точностью до малых добавок, связанных со слабыми взаимодействиями) ядерные состояния имеют определенную четность, которую указывают одновременно со спином в форме JP. Четность системы частиц является произведением собственных четностей p этих частиц и четностей Pl = (-1)l, соответствующих их орбитальному движению. Собственная четность нуклонов +1. Поэтому, для системы А нуклонов:

У ядер с четным количеством протонов и нейтронов − четно-четных ядер четность основного состояния всегда положительная, а спин равен 0 (JP = 0+).

На головную страницу

Рейтинг@Mail.ru