Баллистическая



жүктеу 8.2 Mb.
бет54/99
Дата04.03.2018
өлшемі8.2 Mb.
1   ...   50   51   52   53   54   55   56   57   ...   99

Природа ядерных сил

Ядерные силы имеют много особенностей, но у них нет особой природы. Отнюдь. Они кулоновские силы, электростатические. И потому нет необходимости ни в теориях обменных сил, ни в аналогиях, ни в аналогиях с вращением нуклонов или пионов по орбитам атомарного типа.



В. Мантуров, "Ядерные силы - предложение разгадки" [79]
Притяжение нуклонов, ядер возникает, как было выяснено, за счёт их электрон-позитронной структуры (§ 3.2., § 3.6.). Заряды e- и e+, расположенные, словно ионы в кристалле соли, периодично, в шахматном порядке, встают друг против друга. За счёт этого даже нейтральные частицы с такой структурой притягиваются (Рис. 125). Это подобно притяжению двух диполей: они нейтральны, но при их ориентации возникает сила притяжения, быстро спадающая с удалением. Такая природа ядерных сил ведёт к тому, что они заметны лишь на дистанциях порядка расстояния между частицами в электрон-позитронной решётке, равного классическому радиусу электрона 10-15 м. Оттого такой радиус действия имеют ядерные силы. Физики не обращали внимания на это совпадение, поскольку не могли его объяснить. Когда ядерная сила превысит силу кулоновского отталкивания, ядра станут притягиваться. С этого момента энергия притяжения преобразуется в энергию ядерной реакции. Притяжение придаёт сходящимся ядрам скорость, кинетическую энергию, как при аннигиляции e- и e+ (§ 1.16.).

Рис. 125. Силы притяжения частиц со структурой электрон-позитронного кристалла (ядерные силы) и аналогичное взаимодействие диполей.

Аналогично ядерным реакциям протекает распад-синтез элементарных частиц и выделение энергии. Деление частиц это не обращение в новые частицы, а распад на составляющие с сохранением их числа, как в ядерной реакции сохраняется число протонов и нейтронов. Частицы, представляющие собой кристаллические комплексы из e- и e+, скрепляются воедино электростатическими силами притяжения, аналогичными ядерным. У ядер и частиц устойчивость, стабильность определяются формой этих кристаллов (§ 3.9.). Чем более она совершенна, симметрична, ближе к правильному телу с плоскими гранями, тем более устойчива, прочна частица. Так и в жизни прочнее компактные вещи, близкие к кубу, без выступов.

Почему же при делении частица всегда разбивается на одни и те же частицы – на осколки правильной формы, и распады идут известным путём? Если бить однотипные кирпичи, кубики стекла, их осколки каждый раз будут иметь разные массы и формы, притом неправильные, зато частицы разбиваются всегда на известные частицы с их строгой формой и массой. Всё дело в изотропных свойствах кирпичей и стекла, тогда как у частиц за счёт кристаллической структуры прочность в разных направлениях различная, отчего кристаллы при ударе разваливаются по плоскостям спайности. Вспомним, что частицы, построенные из зарядов e+ и e-, подобны кристаллам соли из ионов Na+ и Cl- (Рис. 120). Так вот, если ударить молотком по кристаллу каменной соли, он развалится на куски правильной формы – на кубики и параллелепипеды [164]. То же и при распаде частиц, разбивающихся на првильные фрагменты - другие частицы и в кратных отношениях. Вдобавок частица разбивается на предельно устойчивые части, ломаясь в местах наименьшей прочности. Частица может делиться и несколькими путями. Но в этом не больше странного, чем в способности молекул химически делиться двумя-тремя способами. Вероятность данного пути распада определяется прочностью образуемых фрагментов. Чем симметричней, устойчивей возникшие частицы, то есть чем ниже их остаточная энергия и выше энерговыделение, тем вероятней данный путь распада, что подтверждает и опыт. Потенциальная энергия системы стремится к минимуму.



Рис. 126. Взаимодействие электрона с одномерным знакопеременным распределением заряда.

Чтобы понять природу ядерных сил и количественно их исследовать, рассмотрим одномерное распределение зарядов. Его можно представить зависимостью плотности заряда ρ от координаты x в виде ρ=(e/r2)cos(x/r), где r – радиус электрона, e – его заряд. Это как бы набор чередующихся заряженных нитей (Рис. 126). Сила притяжения к заряженной нити, элементу dx, есть dF=eρdx/2πε0R, где R – расстояние до элемента dx. Нам важна лишь поперечная к оси х составляющая силы притяжения dFz=dF(z/R)=eρzdx/2πε0R2, где R2=z2+x2. Интегрируя dFz в пределах изменения x от минус до плюс бесконечности, находим по таблице интегралов силу Fz= (e2/2r2ε0)exp(–z/r). Получить двумерное периодическое распределение заряда можно, сложив два одномерных: ρ=(e/r2)cos(x/r) и ρ=(e/r2)cos(y/r) – как бы переплетя две системы заряженных нитей в заряжённое полотно, ткань, сетку (Рис. 127). Тогда сила притяжения к такой электрон-позитронной решётке по принципу суперпозиции есть сумма отдельных сил: Fz+Fz=(e2/r2ε0)exp(–z/r). Итак, электрон действительно притягивается к позитрону решётки и сила притяжения экспоненциально спадает с удалением z. Электроны, как магнитные шахматные фигурки, прилипают к этой шахматной доске в точно отведённых им клетках. Не исключено, что и шахматы, подобие которых было ещё в Древнем Египте, несут в себе скрытый, забытый смысл, отражающий устройство атома (§ 5.3.). Тем более что в последних, 6-м и 7-м периодах слои содержат как раз 64 места, половина которых (32 чёрных клетки напротив позитронов) отведена электронам (Рис. 109).

Рис. 127. Сложение двух одномерных распределений заряда даёт двумерное, как в электрон-позитронной решётке.

Так же прилипают к электрон-позитронным слоям и протоны с нейтронами. Ведь и сами они подобны кристаллам, образованным электронами и позитронами (§ 3.2., § 3.9.). Протон и нейтрон стягиваются гранями так, что электроны одной частицы становятся против позитронов другой и наоборот. Тогда полная сила F притяжения частиц равна сумме сил притяжения всех электронов и позитронов: F=N(e2/r2ε0)exp(–z/r), где N – число зарядов в контактирующих гранях. То есть сила сцепления двух протонов или нейтрона и протона спадает с удалением z по экспоненте. Именно такой закон и был открыт для ядерных сил. Выходит, ядерные силы, как и магнитные, гравитационные, имеют электрическую природу [79]. Два протона при сближении сначала отталкиваются, поскольку сила электрон-позитронного взаимодействия их граней мала. По мере сближения эта ядерная сила быстро нарастает и, наконец, превосходит силу кулоновского отталкивания. Напомним, протон образуют примерно 900 электронов и 900 позитронов, но позитронов на один больше, чем вызван положительный заряд протонов, который и отталкивает частицы. Силы взаимодействия прочих электронов и позитронов уравновешены. Но при сближении и взаимной ориентации протонов, за счёт их упорядоченного строения, баланс сил нарушается: возникает притяжение, удерживающее частицы вместе. Так сцепляются и другие частицы, имеющие кристаллическое строение и крепящиеся друг к другу электронами, встающими напротив позитронов, как детали детского конструктора с их крепёжными выступами и впадинами, расположенные в шахматном порядке.

Как видим, кристаллическая, бипирамидальная модель ядра и атома не только наиболее проста и естественна с точки зрения идентичности атомов, но даёт также объяснение всем атомным и квантовым эффектам. Без упорядоченной кристаллической структуры атома и ядра невозможно понять природу оболочек, уровней и спектров. И вполне закономерно, что известные учёные И. Курчатов и П. Кюри, заложившие фундамент ядерной физики у нас и за рубежом, пришли в эту область не из квантовой физики, а из физики кристаллов, которым посвящены их ранние исследования. Конечно, отчасти квантовая физика справедлива в том, что в микромире есть дискретность, но суть её не в дискретности энергии (кванты), а в дискретности самого атома, ядра, построенных из упорядоченно, периодично расположенных частиц. Это истинно атомистический подход. В физике вообще только два пути: один – атомистика, а всё прочее – мистика (§ 5.14.). К мистике относится и квантовая механика, и теория относительности, наделяющая пустое пространство свойствами. Согласно же атомистике в мире нет ничего кроме пустоты – пустого пространства, не имеющего свойств, и движущихся частиц и тел, наполняющих эту пустоту и подчиняющихся законам механики. Этот принцип постройки справедлив на всех этажах мироздания. Любое тело – это набор частиц, любой процесс, воздействие – это движение частиц, любая энергия – это кинетическая энергия частиц. Мир устроен предельно просто и гармонично!





    1. Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   50   51   52   53   54   55   56   57   ...   99


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет