Дефект массы. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Дефект массы (от лат. defectus - недостаток, изъян) - разность между массой связанной системы взаимодействующих тел (частиц) и суммой их масс в свободном состоянии. Д. м.

определяется энергией связи

системы:

где m - масса ядра, имеющего Z протонов и N нейтронов, m_р и m_n - массы протона и нейтрона. T. к. на практике измеряются не массы ядер, а массы атомов M, то Д. м. часто определяют как массу между массой атома в а.е. м. и массовым числом A=Z+N (см. Массспектроскопия ).Определённый таким образом Д. м., приходящийся на 1 нуклон, наз. иногда упаковочным коэф. Знание Д. м. позволяет определить величину энергии, к-рая может выделиться в ядерных реакциях, в частности в реакциях, не наблюдаемых в лаб. условиях, но происходящих в недрах звёзд. Поэтому данные о Д. м. разл. ядер играют важную роль в теории эволюции звёзд и теории нуклеосинтеза.

Для космич. объектов существен гравитац. Д. м. Напр., гравитац. Д. м. Солнца

, белого карлика

, нейтронной звезды той же массы

. Гравитац. Д. м. звёздного скопления ~10^-7-10^-8 от его массы, галактик ~10^-6, скоплений галактик ~10^-6-10^-5.

При гравитац. коллапсе гравитац. энергия связи переходит в тепловую и кинетич. энергии коллапсирующего вещества, поэтому масса системы может уменьшиться только за счёт потери энергии на излучение (нейтринное, эл--магнитное, гравитационное). При коллапсе в чёрную дыру уменьшение массы может составлять 20-40%. М. Ю. Хлопов. ДЕФЕКТОН - квазичастица ,описывающая поведение точечных дефектов в квантовом кристалле. В квантовых кристаллах, вследствие большой величины амплитуды нулевых колебаний атомов в решётке вблизи положений равновесия, любые точечные дефекты, напр. вакансии и примесные атомы, могут с заметной вероятностью перемещаться по кристаллу путём подбарьерных туннельных переходов (см. Квантовая диффузия). При низких темп-pax вероятности подбарьерных переходов Д. между соседними узлами кристаллич. решётки существенно больше, чем для переходов, обусловленных классич. термоактивац. механизмом, при к-ром дефект переходит на соседний узел, преодолевая нек-рый энергетич. барьер.

Туннелирование Д. в периодич. решётке означает, что для описания Д. хорошим квантовым числом становится не координата дефекта, а его квазиимпульс .Энергия Д. является периодич. функцией квазиимпульса, и энергетич. спектр Д. имеет зонную структуру (см. Зонная теория). Как правило, ширина энергетич. зоны Д. мала, и для определения дисперсии закона достаточно воспользоваться приближением сильной связи. Так, в твёрдом гелии, в к-ром квантовый характер движения Д. проявляется особенно ярко, ширина энергетич. зоны вакансионов ~10^-4 эВ (1 К), а для примесонов ~10^-7-10^-8 эВ, что во много раз меньше, чем для др. квазичастиц в твёрдых телах, напр. для электронов проводимости, фононов.

Д. создаёт вокруг себя поле деформации кристалла, с к-рым взаимодействуют другие Д. Соответствующая энергия упругого взаимодействия двух Д. на больших расстояниях r между ними убывает как

. Для узкозонных Д. характерная величина скорости перемещения мала по сравнению со скоростью звука, и поле деформации в кристалле с Д. можно определить по ф-лам теории упругости.

Перенос Д. отличается от обычной диффузии дефектов в твёрдых телах: коэф. диффузии имеет иную температурную зависимость и в определ. условиях возрастает с понижением температуры, а длина свободного пробега Д. при низких темп-pax в кристалле с малым числом дефектов намного превосходит межатомное расстояние. Делокализация дефектов приводит также к особенностям внутр. трения - к диссипации энергии при однородных деформациях даже в случае дефектов замещения, к иной температурной зависимости времени релаксации и к резонансным эффектам.

Кроме Д., соответствующих одиночным точечным дефектам, возможны Д., отвечающие связанным состояниям двух или трёх дефектов. В этом случае Д. делокализованы только вдоль определ. кристаллографич. осей или плоскостей, т. е. являются своеобразными одно-или двумерными квазичастицами в трёхмерном кристалле.

Литература по дефекту массы

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.