Tartalom Elõzõ Kõvetkezõ Tárgymutató

A magerõk tulajdonságai

Ha kiszámoljuk a mag méretén belül elhelyezkedõ protonok között föllépõ elektrosztatikus taszítóerõt, megdöbbentõ eredményre jutunk. Ezek az erõk makroszkópikus (kg tömegû) testeken is tekintélyes gyorsulás hoznának létre. S hogy az atommag alkatrészei nem repülnek szét, annak köszönhetõ, hogy közöttük igen erõs vonzó tipusú erõk is fellépnek. Ezek a magerõk, amelyek legalapvetõbb tulajdonságai a következõk:

töltésfüggetlenek, ami azt jelenti, hogy proton-proton, proton-neutron, neutron-neutron kölcsönhatásokban egyformán jelentkeznek.

rövid hatótávolságú. A magerõk sajnos sokkal bonyolultabbak, mint az eddig megismert egyszerû összefüggésekkel leírható Coulomb, vagy a gravitációs erõk. Egyszerû, zárt formulát nem is tudunk megadni, azt azonban tudjuk, hogy ezek az erõk a nukleonok közötti távolság növekedésével sokkal rohamosabban tartanak 0-hoz, mint az említett klasszikus erõkre jellemzõ $ 1/r^{2} $ -es 0-hoz tartás.

telítésjellegûek, amely azt jelent, hogy (a nem túl alacsony tömegszámú magoknál), az újabb nukleon már nem lép kölcsönhatásba a mag összes többi nukleonjával, a kölcsönhatás csupán a közvetlenül szomszédos nukleonokra korlátozódik. Ez valójában közvetlen folyománya a rövid hatótávolságnak, de gyakran mint önálló tulajdonságot említik.

Figure: A magerõk a távolság viszonylag magas hatványa szerint tartanak nullához, vagyis rövid hatótávolságú erõk.
\resizebox*{11cm}{6.5cm}{\includegraphics{mag_pot.eps}}

A magerõk eredõ potenciáljának jellegét bemutató ábra két erõhatás potenciálját tartalmazza. Ezek egyike a Coulomb taszítást. Ez csak a pozitív töltésû nukleonokra vonatkozik. Ha a nagy r értékek felõl egy Wo kezdeti mozgási energiájú töltött részecske közelít az atommag felé, akkor a Coulomb taszítás csak olyan megközelítést tesz lehetõvé, amely a kezdeti energia és a taszító erõk ellen végzendõ munka egyenlõségébõl adódik. Húzzunk egy, az r tengellyel párhuzamos egyenest a tengelytõl Wo magasságban, nézzük meg milyen r sugárnál metszi az eredõ magpotenciál görbéjét. E metszéspont jelöli ki a legszorosabb megközelítés távolságát. E geometriai receptnek fizikai megfelelõje a következõ: Konzervativ mezõben haladó részecske mozgási és helyzeti energiájának összege a mozgás során nem változik. A magtól távol a mag terétõl származó potenciális energia nulla, az összenergia tehát a kezdeti Wo mozgási energia. Legközelebb akkor van a részecske a maghoz, amikor egy pillanatra megáll. Ekkor mozgási energiája eltûnik, az összenergiát a potenciális energia képviseli.

A Coulomb taszítás neutronokra nem mûködik, neutronokra nézve az atommag potenciáltere úgy viselkedik mint egy golflabda számára a lyuk. Ebbõl adódik, hogy amíg töltött részecskéket csak úgy tudunk egy magba bevinni, hogy olyan energiákra gyorsítjuk, amely energia eléri, vagy meghaladja az eredõ potenciál maximumából adódó energiaértéket (*), addig neutronoknál nem kell semmiféle gyorsítást alkalmaznunk (sõt) magreakciók létrehozásához.

(*) Klasszikus fizikai kép szerint. A kvantummechanikában meglévõ alagúteffektus miatt már alacsonyabb energiákon is bejuthatnak részecskék a magba.




Tartalom Elõzõ Kõvetkezõ Tárgymutató