Этюды о симметрии - Синг Дж.Л.
Скачать (прямая ссылка):
либо на те ядра, из которых оно образовалось, либо на другую пару ядер. В
первом случае реакции нет, а происходит лишь процесс рассеяния; второй
случай отвечает собственно ядерной реакции.
Вероятность образования промежуточного ядра очень мала, за исключением
того случая, когда энергия сталкивающейся пары ядер очень незначительно
отличается от одного из уровней энергии промежуточного ядра. С другой
стороны, если энергия двух сталкивающихся частиц в точности совпадает с
одним из уровней промежуточного ядра, то сечение его образования очень
велико: прицельный параметр соответствует угловому моменту Ь
сталкивающейся пары ядер относительно их общего центра масс.
Следовательно, сечение образования промежуточного ядра имеет резкие
максимумы, между которыми спадает почти до нулевого значения. Распад
промежуточного ядра подчиняется вероятностным законам: коль скоро
промежуточное ядро образовалось, вероятность его распада по тому или
иному каналу не зависит от того, как именно оно было образовано. Как уже
упоминалось, различные каналы распада приводят к разным продуктам
реакции; если в результате распада образуются те же ядра, слиянием
которых было создано промежуточное ядро, то никакой реакции не
происходит.
Только что описанная модель предназначалась также и для химических
реакций (см., например, работу [1]). В этом случае ее первая ступень
носила название промежуточной молекулы. Однако оказалось, что не все
химические реакции обладают сечением с резкими максимумами, разделенными
глубокими
') Лекция посвящена памяти Рихтмайера (прочитана 28 января 1955 г.).
Опубликована в журнале: Araer. Journ. Phys., 23, № 6 (1955).
102
I. Симметрия и другие физические проблемы
минимумами; поэтому модель промежуточной молекулы верна лишь для
ограниченного класса химических реакций. Для описания других реакций
более пригодны другие механизмы, т. е. другие модели1). Можно ли считать,
что модель промежуточного ядра верно передает общую схему всех ядерных
реакций, и в каком именно смысле? - таков один из вопросов, который я
намереваюсь рассмотреть в этой работе.
Мне не хотелось бы подробно излагать историю модели промежуточного ядра.
Те, кто читал статью Бора и Калькара [3], не нуждаются в напоминании о
ней. Для тех же, кто знаком лишь с более поздним состоянием теории и не
знает первых работ, такое напоминание значило бы немного. Мне кажется,
что наиболее важный шаг в развитии модели промежуточного ядра позволил
сделать эксперимент. Экспериментальные работы Муна и Тилльмана, Бьерга и
Весткотта, Сцилларда и других исследователей [4-8] показали, что для
поглощения медленных нейтронов многими ядрами характерны высокие
максимумы, разделенные глубокими провалами, т. е. те особенности, которые
уже были известны как следствия модели промежуточной молекулы в теории
химических реакций. Отсюда естественно возникла мысль о том, чтобы с
помощью теории двухступенчатого процесса попытаться дать описание по
крайней мере некоторых ядерных реакций.
Образование и последующий распад некоего комплекса - обычная схема,
принятая при описании рассеяния и флуоресценции света. Поглощение света
приводит к возбужденному состоянию поглотителя. Это возбужденное
состояние и соответствует промежуточному ядру. Последующее испускание
света возбужденным состоянием отвечает распаду промежуточного ядра. Таким
образом, модель промежуточного ядра формально имеет много общего с
процессом поглощения и последующего испускания света. Действительно,
модель, некогда введенную для объяснения поглощения и последующего
испускания света, можно было бы полностью перенести на область ядерных
реакций, пополнив ее лишь одним новым элементом - энергетической
зависимостью вероятностей распада промежуточного ядра по различным
каналам, в частности линейной зависимостью между вероятностью испускания
нейтрона и квадратным корнем из энергии, с которой данный нейтрон должен
быть испущен. Хотя при данной энергии вероятности распада промежуточного
ядра не зависят от того, как оно образовалось, они все же являются
функциями от энергии ядра (меняющимися иногда довольно резко).
') Для простейшего типа обменных реакций особенно полезна адиабатическая
модель (см. [2]),
7. О развитии Модели промежуточного ядра
103
РАСШИРЕНИЕ СФЕРЫ ПРИМЕНИМОСТИ МОДЕЛИ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ЯДРА
Даже после того, как модель промежуточного ядра доказала свою пригодность
для описания явлений, связанных с поглощением нейтронов, по крайней мере
при малых энергиях, некоторые из нас, памятуя об ограниченной
применимости этой модели для описания химических реакций, выражали
сомнение в целесообразности ее использования как общей схемы протекания
всех ядерных реакций. Лагерь более отважных защитников универсального
характера модели промежуточного ядра, которым мы обязаны существенным
расширением области ее применимости, возглавили в основном Бете [9],
Брейт [10,11] и Вейскопф [16]. Их во многом вдохновляли результаты Хаф-
