Открытие нейтрона

Конечно же, честь открытия нейтрона принадлежит английскому ученому Джеймсу Чедвику, получившему за свои исследования структуры атомного ядра Нобелевскую премию по физике в 1935-м году. Хотя многие ученые в те годы могли сказать, что они давно догадывались о существовании нейтронов, — частиц не имеющих заряда. Например, еще до открытия нейтрона, в 1930-м году Вольфганг Паули высказывал гипотезу о существовании некой нейтральной частицы, вылетающей при b-распаде  из ядра вместе с b-электроном и ускользающей от наблюдения.

Одно дело высказать предположение существования чего-либо, недоступного для наблюдения, другое — обеспечить наблюдение загадочных частиц. Заслуга же Джеймса Чедвика состоит как раз в том, что он показал метод постановки эксперимента, позволяющего наблюдать излучение, представляющее собой поток нейтронов. Чедвик предложил бомбардировать бериллиевую мишень альфа-частицами, ученый показал, что наблюдаемое в результате эксперимента излучение представляет собой поток нейтральных частиц — нейтронов.

Атомное ядро
Атомное ядро представляет собой компактный пучок двух типов нуклонов: протонов (красный) и нейтронов (синий).

Однако, незаслуженно в тени оказалось имя выдающегося ученого из Японии Хидэки Юкавы, значение исследований которого более значимы для науки. Юкава в эти же 30-е годы двадцатого века исследовал силу взаимодействия нуклонов внутри ядра, обеспечивающую стабильность ядра атома. В ядре атома Азота 7 протонов и 7 нейтронов. Какими силами частицы удерживаются от распада? Одинаково заряженные протоны отталкивают друг друга и электрическая сила их отталкивания должна быть не просто уравновешена силами внутриядерного взаимодействия, а значительно преодолена.

Когда стало ясно, что ни явление гравитационного, ни явление электромагнитного взаимодействия не могли ответить на вопрос, что связывает нуклоны в ядрах, возникла необходимость введения понятия Сильного ядерного взаимодействия. В 1935 году японский физик Хидэки Юкава построил первую количественную теорию взаимодействия нуклонов, происходящего посредством обмена новыми частицами, которые сейчас известны как пи-мезоны (или пионы). Пионы были впоследствии открыты экспериментально в 1947 году. Хидэки Юкава предложил следующую модель ядра: протон, излучая мезон, превращается в нейтрон, а нейтрон, поглощая мезон становится протоном. Таким образом, в ядре постоянно происходит обменная реакция, удерживающая нуклоны в постоянном взаимодействии.

Нуклоны обмениваются мезонами
Нуклоны обмениваются мезонами

About the author

wrote 116 articles on this blog.

3 Комментариев для “Открытие нейтрона

  1. Отличная статья, хоть школу вспомнил, всегда любил квантовую физику, протоны, нейтроны и электроны)

Оставить комментарий