Sind Nukleonen innerhalb eines Kerns diskret?

Das hängt von der Energie ab:

Kalte Kerne , niedrige Energien (typische Ordnung wie 1-10 MeV):

Normalerweise werden Kerne nicht stark oder überhaupt nicht angeregt. Wir können den Kern experimentell untersuchen (etwas anregen) und wir können eine Beobachtung durch verschiedene Modelle interpretieren. Es gibt eine Reihe von Modellen, von denen die meisten den Kern als ein System betrachten, das aus eigenständigen Nukleonen besteht. Um nur einige zu nennen:

• Schalenmodell - einzelne Nukleonen auf verschiedenen Umlaufbahnen in einem Kernfeld. Sehr erfolgreich.

• Interagierendes Bosonenmodell - Nukleonenpaar genannt$s-$und$d-bosons$und sie interagieren gegenseitig. Schön für schwerere Kerne.

• Hartee-Fock-Theorie / Mean Field - einzelne Nukleonen mit einer definierten Wechselwirkung erzeugen ihr eigenes Mean-Field, in dem sie leben.

• Kollektive Modelle - verformte Körper (prolat, abgeflacht elipsoid, oktupolförmig, tetraherdal) mit unterschiedlichem Steifigkeitsgrad rotieren oder vibrieren. Funktioniert sehr gut für schwerere Kerne. Aber selbst hier fügen Sie nur ein ungerades Nukleon hinzu und Sie können (experimentell) so etwas wie das Nukleon auf einem deformierten Quantenorbital sehen.

Heiße, dichte Kernmaterie:

Eine andere Geschichte sind Schwerionenkollisionen. Dort suchen die Leute nach Quark-Gluon-Plasma , und dies könnte etwas sein, das Sie in der Frage angesprochen haben. Sie haben Energien wie 100 GeV/Nukleon, während ein Nukleongewicht wie 1 GeV ist ($/c^2$).

Zusammenfassend: Wenn Sie keinen großen Collider oder eine sehr energiereiche kosmische Strahlung oder einen Neutronenstern haben, werden Sie hauptsächlich Nukleonen treffen, die in einem Potentialtopf gebunden sind. Meist? Nun, da es sich um ein Quantensystem handelt, können Sie immer noch Beiträge von einigen enthüllen$\rho$und$\omega$Mesonen im Zellkern (etwa 4 %).

Quasi-elastische Streuung hat dabei einen gewissen Stellenwert.

Der Begriff bedeutet (in diesem Zusammenhang), dass Sie ein Nukleon aus einem Kern weitgehend ohne Störung des Überrests streuen (Sie brechen es nicht auf oder belassen es in einem hochangeregten Zustand) in ungefähr der gleichen Kinematik wie bei elastischen Stößen. Das ist eine Reaktion wie

Wir interpretieren die Transparenz als Beschreibung der Wahrscheinlichkeit, dass eine Vertex-Reaktion an einem einzelnen gebundenen Nukleon zum Entweichen des Nukleons ohne signifikante erneute Wechselwirkung führt.

Hier ist ein Bild aus dem Artikel über meine Dissertationsarbeit, das Daten zu genau dieser Art von Messungen zeigt.

$Q^2 = -t$ist die quadrierte Impulsübertragung der Wechselwirkung. Die Punkte sind Daten aus drei verschiedenen Experimenten, die durchgezogenen Linien sind eine modifizierte Glauber-Berechnung und die gestrichelte Linie ist eine einfache Horizontale. Die Kerne sind angegeben.

Dies ist sehr viel ein spezifischer, konkreter Fall der Niedrigenergiephysik, die jaroprax in der Zusammenfassung diskutiert .

Es ist jedoch erwähnenswert, dass gebundene Kerne nicht ganz dasselbe sind wie ungebundene Kerne. Wenn Sie eine Rothenbluth-Trennung an Kernprotonen in quasielastischer Kinematik durchführen, erhalten Sie etwas andere Formfaktoren als für freie Protonen. Und die Theorie stimmt zu, dass dies der Fall sein sollte, und bietet sogar eine Reihe von Parametrisierungen, die Sie bei der Modellierung eines Experiments der obigen Art auswählen können.

Sie müssen diskret sein, die Quantentheorie „erfordert“ das.
Da die Quantentheorie gezeigt hat, dass „alles“ quantisiert ist, müssen die Komponenten eines Kerns diskret sein .