Теория атомных столкновений - Мотт Н.
Скачать (прямая ссылка):
20,8 Мае. Масштаб выбран таким образом, что во всех случаях *(те/2)-1. а-
вычисление с использованием потенциала взаимодействия в виде сферической
ямы; б-вычисление для случая экспоненциального закона взаимодействия.
координатах могло бы дать возможность решить вопрос о выбор(c)
взаимодействия того или иного типа. Энергия, при которой такое отклонение
впервые достигает заметной величины, должна быть несколько больше для сил
обменного типа, так как-в случае потенциала сил отталкивания р-фазы
возрастают в начале медленнее, чем в случае потенциала сил притяжения.
Поскольку радиус действия сил может быть определен как по данным об
энергиях связи трития, так и по данным о рассеянии протонов протонами,
степень отклонения от изотропности может быть найдена для сил обоего типа
[5]. На фиг. 57 приведены в относительных ноординатах кривые углового
распределения-
352
ГЛ. XIII. ЯДЕРНЫЕ СТОЛКНОВЕЙИЯ
нейтронов с энергиями 13,8 и 20,8 Мэе, вычисленные для двух типов функции
f(r/a), содержащей либо "обычные", либо -"обменные" операторы.
При дальнейшем возрастании энергии нейтронов становится -существенным
влияние моментов количества движения более высоких порядков, так что
различие между обычными и обменными силами выражено уже не столь четко.
Фиг. 58' иллюстрирует зависимость отношения /(л)//(те/2), т. е. отношения
интенсивности рассеяния на 480° к интенсивности рассеяния
Фиг. 58. Теоретические кривые отношения I (к)/! (к/2) для рассеяния
нейтронов протонами при различных предположениях о законе взаимодействия.
л-взаимодействие с потенциалом в виде сферической ямы: V (г)=- 17Мэв (а <
2,8-10-13 см), V(r)=0 (а> 2,8 • 10-13 см); б-взаимодействие по
экспоненциальному закону: V (г)=-С ехр (-2r/а) при С=122 Мэе, а=1,73 •
10-13 см. Сплошные кривые вычислены в предположении обменных сил,
пунктирные- обычных сил.
Фиг. 59. Теоретическое угловое распределение в системе центра инерции для
рассеяния нейтрояов с энергией 83 Мэе протонами в предположении, что
потенциал взаимодействия, как и в случае фиг. 57, о, описывается
сферической ямой. Сплошная кривая-вычисление в предположении обменных
сил, пунктирная- обычных сил.
на 90°, от энергии нейтрона для сил того же типа, что и в случае*
представленном на фиг. 57.
При достаточно больших значениях энергии условия применимости приближения
Борна снова оказываются различными для обоих типов сил. Согласно формуле
(7.5), дифференциальное
§ 1. ПРОСТЕЙШИЕ ЯДЕРНЫЕ СТОЛКНОВЕНИЯ
353
сечение определяется выражением вида /(0)=iJ e^o r'F(^)eT"n.r-dT'|2i[3 +
(i_2g)2]> (13.7)
где п0 • n = cos 6. В случае обычных сил второй экспоненциальный
множитель следует брать здесь с отрицательным знаком, тогда как введение
обменных операторов меняет этот знак на обратный. Величина /(6) имеет
максимум, когда [ Ап0 Т Ап| мало, т. е. при малых значениях угла 6 для
обычных сил и при 0 ^ и для обменных сил. В первом случае протоны будут
вылетать в основном под углами, близкими к 90° по отношению к направлению
падающих нейтронов, а во втором случае - в основном в направлении
падающих нейтронов. Этот эффект весьма сходен с явлением обмена зарядами
при столкновении иона с нейтральным атомом того же сорта (гл. XII, § 3).
Фиг. 59 иллюстрирует этот эффект для нейтронов с энергией 83 Мэе при тех
же предположениях о характере взаимодействия, что и в случае,
представленном на фиг. 57 и 58.
Ясно, конечно, что существует много других возможностей получения
различных комбинаций обменного и других операторов. Изучены [6] различные
операторы, встречающиеся в мезонных теориях, а также роль нецентрального
взаимодействия [7] того тина, который отвечает существованию
квадрупольного момента у дейтрона. Хотя во всех этих случаях получаются
результаты, отличающиеся друг от друга в своих деталях, все же описанным
выше путем оказывается возможным выяснить, по крайней мере качественно,
какого типа силы - обычные или обменные - играют преобладающую роль при
рассеянии.
В момент написания этой книги экспериментальные данные, Полученные путем
изучения рассеяния нейтронов с энергией в несколько Мэе, не давали веских
доказательств ни за, ни против утверждения о том, что взаимодействие
между ядрами обладает в основном обменным характером. За последнее время
[8] было, однако, проведено исследование бомбардировки протонов
нейтронами с энергией 100 Мэе, полученных из дейтронов с энергией 200 Мэе
в 184-дюймовом циклотроне в Беркли. Хотя точная интерпретация полученных
при этом результатов является затруднительной [106], тем не менее уже
ясно, что в направлении падения нейтронов рассеивается большее количество
протонов, чем это должно было бы иметь место для сил взаимодействия
обычного типа (13.6).
2. Рассеяние протонов протонами. Измерение интенсивности рассеяния
протонов протонами может быть осуществлено со значительно большей
точностью, чем измерение интенсивности рассеяний нейтронов протонами. В
этом случае мы можем, однако,
