Физика ядра и частиц Взаимодействие частиц с веществом Электромагнитное взаимодействие Кварки Атомное ядро Магнитный дипольный момент ядра Законы радиоактивного распада ядер. Альфа-распад. Бета-распад Естественная радиоактивность

 

Статистики. Принцип Паули

    В отличие от частиц в классической физике, квантовые частицы не просто одинаковы, но и неразличимы - тождественны. Одна из причин состоит в том, что в квантовой механике частицы описываются с помощью волновых функций, позволяющих вычислить лишь вероятность нахождения частицы в данной точке пространства. Если волновые функции нескольких тождественных частиц перекрываются, то невозможно определить, какая из частиц находится в данной точке. Т.к. физический смысл имеет квадрат модуля волновой функции, состояние не изменится при изменении знака волновой функции при перестановке двух тождественных частиц.
    Принцип тождественности частиц требует, чтобы при перестановке двух тождественных частиц волновая функция либо изменяла знак (антисимметричное состояние), либо не меняла знака (симметричное состояние
    Рассмотрим статистику для двух частиц a и b, находящихся в двух различных состояниях psi1 и psi2 -

psi1(a), psi1(b), psi2(a), psi2(b).

Из этих функций можно построить две несимметризованные функции

psi1(a,b) = psi1(a)psi1(b),
psi2(a,b) = psi2(a)psi2(b).

Состояния psi1(a,b) и psi2(a,b) соответствуют одной и той же энергии. Из функций psi width=1(a,b) и psi2(a,b) можно построить две симметризованные комбинации, отвечающих той же энергии. Симметричную комбинацию psi2(a)psi)2(b)

psiсим = psi1(a)psi1(b) + psi2(a)psi2(b)

и антисимметричную комбинацию psi2(a)psi2(b)

psiантисим = psi1(a)psi1(b) - psi2(a)psi2(b).

    Симметричными волновыми функциями описываются частицы с целым спином - бозоны (пионы, фотоны, алфа-частицы, ...). (На связь между симметрией волновой фуекции и спином впервые указал Паули). Бозоны подчиняются статистике Бозе - Эйнштейна. В одном квантовом состоянии может одновременно находиться неограниченное количество тождественных бозонов.
    Антисимметричными волновыми функциями описываются частицы с полуцелым спином - фермионы(протоны, нейтроны, электроны, нейтрино, ...). Фермионы починяются статистике Ферми - Дирака. Для фермионов справедлив принцип Паули - Два тождественных фермиона не могут одновременно находиться в одном и том же состоянии. Если  a teqv.gif (61 bytes)b и psi1 = psi2, то при перестановке местами a и b антисимметричная функция

psiантисим = 0.

Принцип Паули определяет строение электронных оболочек атомов, заполнение нуклонных состояний в ядрах и т.д.

Ядерная изомерия
Внутренняя конверсия
Эффект Мессбауэра
Законы сохранения в ядерных реакциях.
Сечение реакции
Ядерные реакции
Механизмы ядерных реакций. Составное ядро.
Механизмы ядерных реакций. Прямые реакции.
Деление ядер.
Тяжелые ядра (A < 100)
Сверхтяжелые ядра (A > 100)
Экзотические виды радиоактивного распада
Физика экзотических ядер
Распространенность элементов.
Ядерные реакции в звездах.
Образование легчайших ядер. Дозвездная стадия образования элементов
Звездная эволюция
Горение водорода
Поиск солнечных нейтрино
Горение гелия.
Горение углерода и кислорода.
Горение кремния.
Образование элементов тяжелее железа.
История Вселенной
Космические лучи. Их состав и происхождение
Объединение взаимодействий
Открытые вопросы физики ядра и частиц

Взаимодействие нейтронов с веществом При прохождении нейтронов через вещество они взаимодействуют только с ядрами атомов. Возможны следующие 6 случаев взаимодействия нейтронов с ядрами: 1. Упругое рассеяние Столкновение является упругим, когда сумма кинетических энергий 2 -х частиц до столкновения равна сумме их кинетических энергий после столкновения

Основные вопросы по курсу Физика ядра и частиц