Мне было интересно, возможно ли переместить ядро атома и оставить позади электроны? Я могу представить, что электроны будут следовать за ядром. Но что, если скорость ядра почти такая же, как скорость электронов или выше. куда пойдут электроны?
Если это невозможно, есть ли у нас теория, которую я могу прочитать, чтобы объяснить, что может произойти?
(Редактировать: что касается комментариев, «ядро» на самом деле относится к «ядру» - изменено)
Мало того, что можно удалить ядро из атома, RHIC делает это каждый день!
RHIC сталкивает тяжелые ядра, такие как золото, для измерения свойств ядерной материи при высокой плотности. У атомов золота отрываются электроны в тандемном ускорителе Ван де Граафа . Атомы подвергаются таким сильным электрическим полям, что положительные ядра и отрицательные электроны разрываются.
Ответ на комментарий:
См . http://isnap.nd.edu/research/facility/accelerator/ для более подробной информации о том, как у атомов могут быть оторваны электроны (это другой ускоритель, не тот, что в RHIC). Вы начинаете с однократно ионизированных атомов. Их легко сделать, например, облучая атомы ультрафиолетовым светом. Однократно ионизированные атомы разгоняются до высокой скорости, после чего врезаются в очень тонкий углеродный лист. Тяжелые ядра прорываются насквозь, в то время как электроны рассеиваются, а затем ядра разгоняются вторым электрическим полем.
Чтобы получить доступ к ядру отдельно от атома, нужно воздействовать на него «высокоэнергетическим зондом», обладающим достаточно хорошим пространственным разрешением. Например, вы можете поразить ядро другим ядром или рентгеновскими лучами и т. д. Когда вы делаете это, это похоже на попадание в него маленькой пулей, а если вы попадаете в ядро маленькой пулей, электроны продолжат свое движение почти безмятежный. Однако, поскольку ядро будет отброшено довольно быстро, электроны обнаружат, что они больше не являются частью связанного состояния, атома. Так атом будет ионизирован: электроны будут «освобождены». Это почти неизбежное последствие высокоэнергетической манипуляции, потому что энергии, необходимые для манипуляции с ядрами, кратны 1 МэВ или около того.
Есть ядро и есть сердцевина — это две разные вещи. Вы можете выбить ядро из атома, разбив его тяжелой частицей, или быстрым нейтроном, или если он подвергнется делению, или многими другими способами. Это рассматривается в других ответах.
Но ядро атома — это ядро плюс все электроны во внутренних оболочках. Если бы вы удалили ядро атома, вы бы оставили только валентные электроны. Может показаться, что можно выбить ядро из атома, потому что внутренние электроны более тесно связаны, чем внешние электроны. фактор единства порядка.
Но нет никакого реального механизма, чтобы сделать это внезапно, не потревожив атом. Причина в том, что быстрая частица может выбить ядро, но очень маловероятно выбить оставшиеся электроны остова, чтобы они двигались вместе с ядром --- фазовое пространство очень мало.
Это имеет практический эффект — это означает, что энергия, необходимая для выбивания ядра из кристалла тяжелого атома при столкновении, намного больше, чем энергия, необходимая для полной ионизации самых внешних электронов атома в вакууме. Это означает, что вакансии K-оболочки в тяжелом металле могут выбивать только H-изотопы из их позиций в решетке, где нет ядра, а не тяжелых атомов, потому что для выбивания ядра тяжелого атома требуется создание двух K-оболочек (самая внутренняя S -оболочка) вакансий, а это как минимум в два раза больше энергии возбуждения К-оболочки. Таким образом, хотя вакантная К-оболочка обладает достаточной энергией, чтобы выбить ядро атома тяжелого металла, когерентный процесс, который это делает, недоступен, поскольку требует заговора, который одновременно выбивает ядро и два электрона К-оболочки одновременно. время почти в одно и то же k,
В литературе об этом толком не говорится, но в атомной физике это наверняка понимается. Выбивающие взаимодействия берутся частица за частицей и не затрагивают атомные ядра.
В своем вопросе вы используете «ядро» для обозначения «ядра», поэтому другие ответы более уместны, но я думаю, что интересно ответить на вопрос, как указано.
Владимир Калитвянский
Рон Маймон