-кластеров.
Простейший вариант Н. а. м. -
-кластерная
модель - был сформулирован в 1937 Дж. А. Уиллером (J. A. Wheeler). Эксперпм.
данные по энергиям связи
лёгких ядер указывают на повышенную энергию связи ядер с равным и чётным
числом нейтронов (N)и протопов (Z): N = Z = 2п (п - целое
число). Их можно считать состоящими из
-частиц
(
-частичные
ядра). К их числу относятся ядра 8Ве, 12С, 16O,
20Ne
и т. д. (п = 2, 3, 4, 5). В таких ядрах аномально велика энергия
необходимая для отщепления (отделения) нейтрона; при переходе к соседнему
нечётному по нейтронам ядру она уменьшается на 10 - 15 МэВ. В то же время
энергия отделения
-частицы
мала.
Так, ядро 8Ве не стабильно относительно распада на две
-частицы,
т. е.
(строго
говоря, такое ядро не существует), в ядре 12С энергия
= 7 МэВ, в 16О
= 16 МэВ. В разл. ядерных реакциях
-частичные
ядра "охотно" испускают
-частицы.
Среди возбуждённых состояний этих ядер есть состояния с аномально большими
ширинами
-переходов
близкими к т. н. вигнеровскому пределу; последний означает, что
-частицы
на поверхности ядра существуют как "готовые". Перечисленные факты объясняются
Н. а. м.
В Н. а. м. волновая функция ядра с массовым числом А = 4n представляется в виде антисимметризов. произведения п волновых функций
описывающих внутр. движение нуклонов в отд.
-кластере,
на волновую ф-цню
описывающую движение кластеров друг относительно друга. Напр., волновую
функцию ядра 8Ве в Н. а. м. можно было бы записать в виде
где
- радиус-вектор, определяющий положение центра тяжести
-кластера,
L - полный орбитальный момент ядра,
- оператор антисимметризации по нуклонам, относящимся к разным кластерам.
При замене оператора
на 1 Н. а. м. переходит в простую
-кластерную
модель. При этом игнорируется внутр. структура
-кластеров
и описание
-частичного
ядра сводится к задаче совокупности п
-частиц
с потенциалом взаимодействия
к-рый подбирается по фазам
-рассеяния.
Такое приближение применимо для "рыхлых" систем, как, напр., ядро 8Ве,
но не годится для более плотных ядер, как, напр., 16О. В случае
ядра 12С волновая функция
подчиняется Шрёдингера уравнению для системы трёх
-частиц.
В случае большего числа кластеров не существует простых точных методов решения ур-ния Шрёдингера. Чаще всего их находят, предполагая заданную конфигурацию для центров тяжести
-кластеров,
напр. равносторонний треугольник или цепочка (для 3-кластерного ядра 12С),
правильный тетраэдр (для 4-кластерного ядра 16О). Параметры,
определяющие данную конфигурацию, находятся минимизацией
-кластерного
гамильтониана.
Н. а. м. используется для описания ядерных реакций. Наиб. общим подходом здесь является т. н. метод резонирующих групп, в к-ром для описания рассеяния нуклонов на ядрах применяется волновая функция типа (*), а для описания реакций передачи одного или неск. нуклонов ядру - её обобщения. Упрощённые варианты Н. а. м. используются в теории альфа-распада ,а также для описания f-радиоактивности - спонтанного распада тяжёлых ядер с испусканием тяжёлых фрагментов (напр., ядер 14С, 20Ne, см. Радиоактивность).
Метод, близкий к Н. а. м., - двуцентровая модель оболочек - используется для описания т. н. молекулярных состояний ядер (ядерных молекул). Такие состояния были обнаружены в лёгких ядрах. Напр., нек-рые состояния ядра 24Mg интерпретируются как "молекула", состоящая из двух ядер 12С, находящихся на нек-ром расстоянии друг от друга. Ядерные молекулы описываются волновой функцией вида (*) с заменой
на
Получили распространение модели, исходящие из кваркового строения нуклона. В них нуклон рассматривается как 3-кварковый кластер и предполагается также существование мультикварковых конфигураций: 6- и 9-кварковых кластеров.
Представления Н. а. м. оказались полезными и для описания процесса фрагментации нуклонов в ядерных реакциях под воздействием тяжёлых ионов высоких энергий. В этих ядерных реакциях образуется составная ядерная система в виде нагретого и сжатого сгустка ядерного вещества (файрбол), к-рый, остывая, расширяется до плотности, примерно вдвое меньшей нормальной ядерной плотности. Ожидается, что при такой плотности увеличивается вероятность образования разл. кластеров, к-рые и испускаются в процессе распада составной системы.
