Когда
притягиваются друг к другу или отталкиваются друг от друга в условиях сильного взаимодействия (без учета электромагнитного взаимодействия)?
Я прочитал это в s-state :
« протон и протон » и « нейтрон и нейтрон » притягиваются друг к другу только тогда, когда их спины имеют разные знаки (антипараллельны). Если их спины одного знака (параллельны), они отталкиваются друг от друга.
Что касается « протона и нейтрона », то все наоборот: притягиваются, если спины одного знака (+1/2 и +1/2, или -1/2 и -1/2), отталкиваются, если спины разных знаков (+1/). 2 и -1/2).
Мои вопросы: это правило универсально для любой пары, или для p, d и других орбиталей (состояний) правила другие?
Универсален на коротких дистанциях.
Это работает для любых орбитальных нуклонов, и это то, что вызывает волшебные ядра (например, почему гелий, неон и т. д. настолько стабильны, и почему нуклоны, связанные вместе как альфа-частица, являются обычным выбросом из ядра). Ядра, в которых все ядра находятся в этом связанном состоянии спинового спаривания, испытывают более сильное притяжение и, следовательно, требуют больше энергии для распада (в данном случае из-за кулоновского отталкивания).
Я не уверен, что первый бит задуман как вопрос, но вы правы в том, что связанное состояние протон-нейтрон требует одинаковых спиновых состояний, а протон-протон и нейтрон-нейтрон требуют противоположных спиновых состояний.
Это связано с тем, что целью является чистое 0 вращение (поскольку это максимальное энергетическое связывание, которого мы можем достичь). Протоны имеют спин -1/2, нейтроны имеют спин +1/2. Добавляются одинаковые спиновые состояния, противоположные спиновые состояния вычитаются.
-pn- = (-1/2) + (+1/2) = 0
-pp- = (-1/2) - (-1/2) = 0
-nn- = (+1/2) - (+1/2) = 0
(Небольшое примечание: -pp- немного усложняется из-за того, что энергия кулоновского отталкивания выше, чем эта энергия притяжения спинового спаривания, и поэтому дипротоны (-pp-) на самом деле не являются «вещью», тогда как динейтроны ( -nn-) и протон-нейтронные связи (-pn-) не страдают от этого кулоновского отталкивания, но все они происходят из одного и того же принципа.)
Некоторые источники и ссылки и тому подобное:
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1512/1512.00314.pdf — Документ с доказательствами наличия динейтронов.
http://www.sjsu.edu/faculty/watkins/protonrepulsion.htm — ясное объяснение Государственного университета Сан-Хосе (о котором, по общему признанию, я никогда не слышал) на веб-странице, которая действительно выглядит так, как будто она была разработана в 2001 году, но информация о нем является законной.
https://en.wikipedia.org/wiki/Talk%3ADiproton#Diproton_stability_vs_Dineutron_stability — неплохое обсуждение на странице Википедии, если вы предпочитаете менее «формальную» ссылку.