Yukawa-Truppe gegen Atomkraft

Ich habe diese Fragen gelesen:

Ziehen sich Neutronen und Anti-Neutronen über die Entfernung an?

Wo John Rennie sagt:

Neutronen und Antineutronen stoßen sich mit einer durch Pionenaustausch vermittelten Yukawa-Kraft ab.

Ist die langreichweitige Neutron-Antineutron-Wechselwirkung abstoßend oder anziehend?

Wo Luboš Motl sagt:

Daraus folgt, dass sich auch ein Neutron und ein Antineutron Yukawa-abstoßen.

Die ganze Zeit dachte ich, dass es die starke Restkraft ist, das heißt die Kernkraft, die durch Pionen vermittelt wird, die die Wechselwirkungen der Nukleonen innerhalb des Kerns beschreibt. Das bedeutet laut Wiki:

Die Kernkraft bindet Nukleonen zu Atomkernen.

Die Kernkraft ist zwischen Nukleonen in Entfernungen von etwa 1 Femtometer (fm oder 1,0 × 10−15 Meter) stark anziehend, nimmt jedoch bei Entfernungen über etwa 2,5 fm schnell bis zur Bedeutungslosigkeit ab. Bei Entfernungen von weniger als 0,7 fm wird die Kernkraft abstoßend.

Jetzt bin ich etwas verwirrt, ist die Nuklearkraft dieselbe wie die Yukawa-Kraft oder ist sie anders? Ist die Yukawa-Truppe die Kurzstreckenversion der Nuklearstreitmacht?

Frage:

  1. Ist die Nuklearkraft dieselbe wie die Yukawa-Kraft oder sind sie anders?
Ich verstehe die Frage nicht. Es scheint mehrere unabhängige Ideen zu haben. Ein Teil befasst sich mit der Wechselwirkung zwischen Neutronen und Antineutronen. Einer betrifft die Reichweite der starken Kraft zwischen Hadronen. Und ein dritter Teil handelt von der Unterscheidung zwischen einer Yukawa-Kraft und der starken Kraft zwischen Hadronen.

Antworten (3)

Yukawa-Kraft ist jede Kraft, die durch das Potenzial der Form beschrieben wird v = k e − λ R R . Die Kernkraft kann näherungsweise durch ein solches Potential (mit λ ∼ M π ) , also ist es ein Beispiel für die Yukawa-Streitkräfte.

Ist es die Kurzstreckenversion der Kernkraft?
@ÁrpádSzendrei Nicht ganz. Es ist eine kürzere Beschreibung als die einfache Berücksichtigung der Coulomb-Abstoßung. Es handelt sich um eine Beschreibung über größere Entfernungen als um ein Modell, das auch den Austausch schwerer Mediatoren als Pionen berücksichtigt, wie z ρ Und ω Mesonen.
@probably_someone kannst du das bitte in einer Antwort erläutern? Ich bin jetzt etwas verwirrt. Scheint, als wüsstest du die Antwort. Die Kernkraft verwendet auch schwerere Mesonen, aber die Yukawa nicht?
@ÁrpádSzendrei Sie stellen eine wirklich umfassende Frage, die in vielen Kapiteln eines Lehrbuchs der Kernphysik erklärt wird. Im Allgemeinen ist „die Kernkraft“ das Phänomen in der Natur, das wir durch Experimente messen und charakterisieren können und das durch viele verschiedene Klassen von Modellen beschrieben wird. Es entspricht keinem bestimmten Modell, und derzeit ist kein einzelnes Modell einheitlich besser als alle anderen Modelle, um die Kernkraft unter allen Bedingungen zu beschreiben. Kernphysik ist nicht wie Teilchenphysik – es gibt nicht wirklich einen einheitlichen Rahmen wie das Standardmodell.
@probably_someone Verstehe ich richtig, dass das Standardmodell der Teilchenphysik, das die Wechselwirkungen zwischen Quarks und Gluonen innerhalb des Neutrons und des Protons beschreibt (starke Kraft), aber dieses Modell außerhalb des Neutrons und des Protons keine Zuständigkeit hat, wo es gibt ist die starke Restkraft, Kernkraft genannt, die die Wechselwirkung zwischen Neutronen und Protonen beschreibt? Im Grunde gibt es kein einheitliches Modell der virtuellen Pionen, die zwischen Neutronen und Protonen vermitteln?
@ÁrpádSzendrei Das Problem ist nicht, dass das Standardmodell in der Kernphysik "keine Zuständigkeit hat". Das Problem ist, dass wir derzeit keine analytischen Berechnungen von Kernkräften unter Verwendung der grundlegenden Wechselwirkungen im Standardmodell durchführen können, da QCD nicht renormierbar ist (numerische Berechnungen unter Verwendung von Gitter-QCD werden langsam machbarer, aber diese sind hauptsächlich abhängig von der Stand der verfügbaren Rechenleistung). Es ist nicht so, dass es diese Wechselwirkungen nicht beschreibt, aber wir wissen derzeit nicht, wie wir dies mit der aktuellen Technologie machbar demonstrieren können.

Die Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung ist sehr kompliziert, und Meson-Austauschpotentiale sind einfache Modelle (nicht von QCD abgeleitet) des Niederenergieregimes. Der Ein-Pion- (oder Multi-Pion-) Austausch ist jedoch etwas Besonderes, da das Pion der leichteste Zustand in der QCD ist und der Ein-Pion-Austausch daher genau den Teil der Wechselwirkung mit der größten Reichweite beschreibt. Dies kann mithilfe der chiralen effektiven Feldtheorie formalisiert und systematisch verbessert werden.

Die Ein-Pion-Austauschwechselwirkung zwischen zwei Nukleonen ist

v N N = M π 2 12 π G A 2 2 F π 2 ( σ 1 ⋅ σ 2 ) ( τ 1 ⋅ τ 2 ) e − M π R R + ( L S − C Ö u P l ich N G )
Diese Wechselwirkung hängt vom Spin und Isospin der beiden Nukleonen ab. Es ist attraktiv in ICH = 0 , S = 1 Und ICH = 1 , S = 0 , abstoßend hinein ICH = S = 0 , 1 . Zwei Neutronen haben müssen ICH = 1 , also ist die Wechselwirkung zwischen zwei Neutronen anziehend, wenn der Gesamtspin 0 ist.

Die Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung kann mit der Nukleon-Anti-Nukleon-Wechselwirkung unter Verwendung der G-Parität in Beziehung gesetzt werden. G = C exp ⁡ ( − ich π T 2 ) , eine Kombination aus C -Konjugation und Isospin. Die G-Parität des Pions ist negativ, also das Eins-Pion N N ¯ Interaktion ist

v N N ¯ = − v N N
aber die Zwei-Pion-Amplitude hat dasselbe Vorzeichen usw. Ein Neutron und ein Antineutron können beide haben ICH = 0 Und ICH = 1 (im Gegensatz zu N N was immer ist ICH = 1 ). Bleibe bei ICH = 0 , S = 1 , die Wechselwirkung ist jetzt abstoßend, aber die ICH = 1 , S = 0 Teil ist attraktiv.

Beachten Sie, dass, wenn man phänomenologische Potentiale unter Verwendung vieler Mesonenaustausche konstruiert, die starken N N ¯ Interaktion ist im Durchschnitt attraktiver als die N N Wechselwirkung, siehe zum Beispiel Buck et al .

Nitpick: Das ist es tatsächlich ( τ 1 ⋅ τ 2 ) ( S 1 ⋅ ∇ ) ( S 2 ⋅ ∇ ) ( Y u k A w A ) , was einen Kontaktterm plus einen Tensorterm ergibt.
@BertBarrois Ja, danke. 1) Ich habe die Delta-Funktion unterdrückt, weil sie aus heutiger Sicht (EFT) nicht beobachtbar ist (sie normalisiert andere Nahbereichsoperatoren). 2) Ich habe nur den zentralen Begriff geschrieben, den nicht zentralen (Tensorkraft-) Teil habe ich mit "LS-Kopplung" gemeint.

Yukawas Theorie ist ein Modell der Kernkraft. Es gibt viele solcher Modelle. Für eine Übersicht siehe Ruprecht Machleidt (2014), Scholarpedia, 9(1):30710. .

Ist es die Kurzstreckenversion der Kernkraft?
Nein. Es ist ein Modell der Kernkraft für jede Entfernung. Beachten Sie, dass das Modell für große Entfernungen besagt, dass die Kraft aufgrund der exponentiellen Abschaltung im Wesentlichen verschwindet.
Gibt es andere Modelle der Kernkraft? Sie sagen, dass es sich um ein Modell handelt.
@ÁrpádSzendrei Ja. Die Yukawa-Wechselwirkungen sind im Allgemeinen Zwei-Teilchen-Wechselwirkungen, dh zwischen einem Nukleon und einem anderen. Es gibt auch (zum Beispiel) Mean-Field-Modelle, bei denen ein Nukleon im Wesentlichen mit einem Potential interagiert, das durch den Durchschnitt aller anderen Nukleonen auf einmal gebildet wird. Das typische Mean-Field-Potential ist das Woods-Saxon-Potential (siehe zB en.wikipedia.org/wiki/Woods%E2%80%93Saxon_potential ).
Yukawa-Truppe gegen Atomkraft
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v