Расчеты среднего пробега нуклонов

 Расчеты среднего пробега нуклонов показывают, что обычное ядерное вещество с трудом удовлетворяет этому условию: средний свободный пробег составляет один-два ферми (один ферми равен 10“13 см), а диаметр большого ядра колеблется в пределах от 8 до 14 ферми. В столкновении тяжелых ионов сжатие и некоторые другие, более тонкие эффекты дополнительно уменьшают средний свободный пробег. Однако взаимодействие продолжается очень недолго. Достаточно ли время жизни системы из двух столкнувшихся ядер для того, чтобы энергия столкновения распределилась между нуклонами случайным образом?

Использование термодинамических понятий для описания ядерных столкновений оправдывает тот факт, что предсказанная температура соответствует экспериментальным данным. Температуру, которая достигается в процессе столкновения ядер, можно оценить по энергетическому распределению испускаемых фрагментов. Полученные таким способом значения согласуются с температурой, рассчитанной гидродинамическими методами в очень широком интервале энергий столкновения. Расхождения возникают только при самых высоких энергиях: температура возрастает не так быстро, как предсказывает модель.

Ограничение роста температурной кривой происходит потому, что для полного описания процесса столкновения следует учесть явления, связанные с элементарными частицами. Нуклоны — это не бесструктурные твердые шарики. При достаточно высоких энергиях они сами претерпевают внутренние превращения, так же как атомы и молекулы испытывают химические превращения при высоких температурах.

Протон и нейтрон — члены большого семейства частиц, которые называют адронами. Полагают, что эти частицы состоят из более элементарных составляющих — кварков. Существуют две основные группы адронов: барионы, построенные из трех кварков, и мезоны, построенные из кварка. Нуклоны имеют наименьшую массу среди всех барионов, а пионы — среди всех мезонов. Именно рождение адронов с большими массами ограничивает температуру, достигаемую в ядерных столкновениях.

Первыми из адронов рождаются пионы. Масса покоя пиона составляет около 140 МэВ, что и является порогом для его рождения в столкновениях протона с протоном. В ядерных столкновениях испускание пионов наблюдается даже при энергиях 25 МэВ на нуклон. Ясно, что в таких условиях рождение пиона должно происходить в результате совместного действия многих нуклонов, полная энергия которых превосходит пороговую величину.

 

 

0 Коментариев

Вы можете быть первым =)

Оставить коментарий