Сила Юкавы против ядерной силы

Я прочитал эти вопросы:

Притягиваются ли нейтроны и антинейтроны друг к другу на расстоянии?

Где Джон Ренни говорит:

Нейтроны и антинейтроны отталкивают друг друга с помощью силы Юкавы, опосредованной пионным обменом.

Является ли дальнодействующее нейтрон-антинейтронное взаимодействие отталкивающим или притягивающим?

Где Любош Мотл говорит:

Отсюда следует, что нейтрон и антинейтрон Юкава-отталкивают тоже.

Все это время я думал, что именно остаточное сильное взаимодействие, то есть ядерное взаимодействие, опосредованное пионами, описывает взаимодействия нуклонов внутри ядра. Это означает, что согласно вики:

Ядерная сила связывает нуклоны в атомные ядра.

Ядерная сила сильно притягивает нуклоны на расстояниях около 1 фемтометра (фм, или 1,0 × 10–15 метров), но она быстро уменьшается до незначительной на расстояниях свыше примерно 2,5 фм. На расстояниях менее 0,7 фм ядерная сила становится отталкивающей.

Так что теперь я немного запутался, ядерная сила такая же, как сила Юкавы, или отличается? Является ли сила Юкавы версией ядерной силы на коротком расстоянии?

Вопрос:

  1. Ядерная сила такая же, как сила Юкавы, или они разные?
Я не понимаю вопроса. Кажется, у него есть несколько не связанных между собой идей. Одна часть посвящена взаимодействию между нейтронами и антинейтронами. Один касается диапазона сильного взаимодействия между адронами. И третья часть посвящена различию между силой Юкавы и сильным взаимодействием между адронами.

Ответы (3)

Сила Юкавы — это любая сила, описываемая потенциалом вида В "=" к е − λ р р . Ядерная сила приближенно может быть описана таким потенциалом (с λ ∼ м π ) , так что это пример силы Юкавы.

Является ли это короткой версией ядерных сил?
@ ÁrpádSzendrei Не совсем так. Это более короткое описание, чем простое объяснение кулоновского отталкивания. Это описание на большем расстоянии, чем модель, которая также учитывает обмен более тяжелыми посредниками, чем пионы, такие как р и ю мезоны.
@probably_someone, не могли бы вы пояснить это в ответе? Я немного смущен сейчас. Кажется, ты знаешь ответ. Ядерная сила тоже использует более тяжелые мезоны, а Юкава нет?
@ ÁrpádSzendrei Вы задаете очень широкий вопрос, который объясняется во многих главах учебника по ядерной физике. В общем, «ядерная сила» — это явление природы, которое мы можем измерить и охарактеризовать с помощью экспериментов и которое описывается многими различными классами моделей. Она не соответствует какой-то конкретной модели, и в настоящее время ни одна модель не лучше всех других моделей при описании ядерных сил при любых условиях. Ядерная физика не похожа на физику элементарных частиц — на самом деле нет такой объединяющей основы, как Стандартная модель.
@probably_someone Правильно ли я понимаю, что Стандартная модель, физика элементарных частиц, которая описывает взаимодействия между кварками и глюонами внутри нейтрона и протона (сильное взаимодействие), но эта модель не имеет юрисдикции за пределами нейтрона и протона, где есть остаточная сильная сила, называемая ядерной силой, которая описывает взаимодействие между нейтронами и протонами? В принципе, не существует единой модели виртуальных пионов-посредников между нейтронами и протонами?
@ ÁrpádSzendrei Проблема не в том, что Стандартная модель «не имеет юрисдикции» в ядерной физике. Проблема в том, что из-за того, что КХД не перенормируема, мы в настоящее время не можем выполнять аналитические расчеты ядерных сил, используя фундаментальные взаимодействия в Стандартной модели (численные расчеты с использованием решеточной КХД постепенно становятся более выполнимыми, но они в основном зависят от состояние доступных вычислительных мощностей). Дело не в том, что он не описывает эти взаимодействия, но в настоящее время мы не знаем, как реально продемонстрировать, что это происходит с современными технологиями.

Нуклон-нуклонное взаимодействие очень сложно, а потенциалы мезонного обмена представляют собой простые модели (не полученные из КХД) низкоэнергетического режима. Однако однопионный (или многопионный) обмен особенный, потому что пион является самым легким состоянием в КХД, и поэтому однопионный обмен строго описывает наиболее дальнодействующую часть взаимодействия. Это можно формализовать и систематически улучшать с помощью киральной эффективной теории поля.

Однопионное обменное взаимодействие между двумя нуклонами

В Н Н "=" м π 2 12 π г А 2 2 ф π 2 ( о 1 ⋅ о 2 ) ( т 1 ⋅ т 2 ) е − м π р р + ( л С − с о ты п л я н г )
Это взаимодействие зависит от спина и изоспина двух нуклонов. Он привлекателен в я "=" 0 , С "=" 1 и я "=" 1 , С "=" 0 , отталкивающий в я "=" С "=" 0 , 1 . Два нейтрона должны иметь я "=" 1 , поэтому взаимодействие между двумя нейтронами является притягивающим, если общий спин равен 0.

Нуклон-нуклонное взаимодействие может быть связано с нуклон-антинуклонным взаимодействием с использованием G-четности, г "=" С опыт ⁡ ( − я π Т 2 ) , комбинация С - конъюгация и изоспин. G-четность пиона отрицательна, поэтому однопион Н Н ¯ взаимодействие

В Н Н ¯ "=" − В Н Н
но двухпионная амплитуда имеет один и тот же знак и т. д. Нейтрон и антинейтрон могут иметь оба я "=" 0 и я "=" 1 (в отличие от н н который всегда я "=" 1 ). Пребывание с я "=" 0 , С "=" 1 , взаимодействие теперь отталкивающее, но я "=" 1 , С "=" 0 часть привлекательна.

Заметим, что если построить феноменологические потенциалы, используя множество мезонных обменов, то сильные Н Н ¯ взаимодействие в среднем более привлекательно, чем Н Н взаимодействие, см., например, Buck et al .

Нитпик: Это на самом деле ( т 1 ⋅ т 2 ) ( с 1 ⋅ ∇ ) ( с 2 ⋅ ∇ ) ( Д ты к а ш а ) , что дает контактный член плюс тензорный член.
@BertBarrois Да, спасибо. 1) Я подавил дельта-функцию, потому что с современной (EFT) точки зрения она ненаблюдаема (она перенормирует другие операторы ближнего действия). 2) Я написал только центральный член, нецентральная (тензорно-силовая) часть - это то, что я имел в виду под «LS-сцеплением».

Теория Юкавы является одной из моделей ядерной силы. Таких моделей много. Обзор см. в Ruprecht Machleidt (2014), Scholarpedia, 9(1):30710. .

Является ли это короткой версией ядерных сил?
Нет. Это модель ядерной силы для любого расстояния. Обратите внимание, что для больших расстояний модель говорит, что сила практически исчезает из-за экспоненциального обрезания.
существуют ли другие модели ядерных сил? Вы говорите, что это одна модель.
@ ÁrpádSzendrei Да. Взаимодействия Юкавы обычно носят двухчастичный характер, т. е. между одним нуклоном и другим. Существуют также (например) модели среднего поля, где один нуклон по существу взаимодействует с потенциалом, образованным за счет усреднения сразу всех остальных нуклонов. Типичным потенциалом среднего поля является потенциал Вудса-Саксона (см., например, en.wikipedia.org/wiki/Woods%E2%80%93Saxon_potential ).
Сила Юкавы против ядерной силы
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v