Ядерная материя - теоретич. модель неограниченного ядерного вещества, содержащего N нейтронов
и Z протонов: N
,
Z
, так что A=N+Z
при N/Z = const, с выключенным кулоновским взаимодействием между
протонами. Представление о ядерной материи было введено с целью построения микроскопич.
теории ядер атомных исходя из взаимодействия свободных нуклонов, к-рое
предполагается известным.
Отличит. чертой ядерных
сил является т. н. свойство насыщения, благодаря к-рому тяжёлые ядра во
многом подобны жидкой капле, имеющей почти пост. плотность внутри объёма с резким
обрывом в поверхностной области (см. Капельная модель ядра ).Для изучения
объёмных свойств такой капли естественно в качестве первого приближения рассмотреть
неогранич. ферми-жидкость (см. Квантовая жидкость ).В конечных ядрах
кулоновское взаимодействие играет второстепенную роль по сравнению с ядерным.
В то же время при Z и А
кулоновская энергия растёт пропорционально Z2/А1/3,
а ядерная энергия растёт с А лишь линейно. Это делает систему неустойчивой
и вынуждает при рассмотрении Я. м. пренебрегать кулоновским взаимодействием.
Рассматривают как симметричную
(N/Z=1), так и несимметричную (N/Z
1)
Я. м. Частным случаем ядерной материи в природе можно считать нейтронную материю (N=A;
Z = 0), согласно существующим представлениям составляющую осн. часть нейтронной
звезды.
Наиб. детально разработана
теория симметричной ядерной материи. Её осн. задача - расчёт равновесной ядерной плотности
r0 и энергии связи, приходящейся на 1 нуклон, 
/А (совпадающей с химическим потенциалом системы m0), исходя
из потенциала нуклон-нуклонного (NN) взаимодействия, построенного на основе
данных по рассеянию свободных нуклонов. Обычно сначала плотн. р рассматривается
как свободный параметр и рассчитывается зависимость величины 
/A от r (рис. 1). Минимум на этой кривой определяет равновесные плотн. r0
и энергию 
/А. Анализ энергий связи и размеров всей совокупности известных атомных ядер
и их экстраполяция на случай А
позволяет приближённо найти r0
0,16
Фм-3, (
/А)
-16
МэВ.
Рис. 1. Зависимость
энергии связи от плотности ядерной материи; сплошная линия-расчёт по
методу Бракнера с учётом только 2-частичных корреляций; штриховая-то
же, с учётом и 3-частичных корреляций. Заштрихованный прямоугольник
изображает область экспериментальных равновесных значений r0 и 
/А.
Первые попытки построения
теории ядерной материи относятся к кон. 30-х гг. 20 в. Однако в то время о взаимодействии
свободных нуклонов было известно мало, и в расчётах использовались потенциалы,
к-рые позволяли применять методы возмущений теории. Более реалистич.
NN-потен-циалы были построены в 50-х гг., когда были получены достаточно точные
эксперим. данные по рассеянию нуклонов с энергиями
<=
300 МэВ. Хотя процедура восстановления потенциала из данных по рассеянию не
является однозначной, осн. черты потенциала удалось установить. NN-потенциал
содержит неск. компонентов: центральный Vc, тензорный Vt
, спин-орбитальный VLS и квадратичный спин-орбитальный
VLL.
Наиб. важный из них - центральный-является комбинацией сильного отталкивания
нуклонов на малых расстояниях (отталкивательная сердцевина - "кор", от англ. core)
и притяжения-на больших (рис. 2). Существуют модели NN-взаимодействия с "жёстким" (бесконечным) кором и более
реалистич. модели с "мягким" (конечным) кором. С кон. 50-х гг. до
нач. 80-х гг. популярны были феноменологич. потенциал Хамады - Джонстона с жёстким
кором и потенциал Рейда - с мягким. Часто использовался и полуфеноменологич.
потенциал "однобо-зонного обмена", основанный на представлениях
полевой теории мезон-нуклонного взаимодействия.
Рис. 2. Схематический
вид центрального NN-потенциала
с жёстким кором (сплошная линия) и с мягким кором
(штриховая линия); r-расстояние между нуклонами, rс - радиус
жёсткого кора.
Особенность ядерных сил,
заключающаяся в сильном отталкивании нуклонов на малых расстояниях, делает неприменимыми
подходы к теории ядерной материи, основанные на теории возмущений. Особенно это очевидно
для потенциалов с жёстким кором, для к-рых первое же приближение в теории возмущений
приводит к бесконечным результатам.
По этой же причине неприменим к ядерной материи и Хар-три - Фока метод - простейший
квантовомеханич. метод описания многофермионных систем. Применение метода Хартри-Фока
к системам с сильным отталкиванием на малых расстояниях приводит к таким же
расходимостям, что и теория возмущений.
Первые успешные подходы к теории Я. м. относятся к кон. 50-х гг. и
принадлежат Р. Ястрову (R. Jastrow) и К. Бракнеру (К. Brueckner). Ястров развил
вариац. подход, в к-ром он использовал корреляц. (ястровский) фактор, мешающий
нуклонам подходить на малые расстояния друг к другу. В случае жёсткого кора
вероятность встретить нуклон на расстоянии меньше радиуса кора
rс строго равна 0. Метод Ястрова позволил
для реалистических NN-потенциалов получить значения r0
0,16
Фм-3 и 
-12
МэВ.
Одновременно с методом
Ястрова появился метод Бракнера, основанный на частичном суммировании бесконечных
рядов теории возмущений. В простейшем виде метод Бракнера сводится к замене
в методе Хартри - Фока нуклон-нуклонного потенциала на т. н. G-матрицу
(метод Бракнера - Хартри - Фока). G-матрица имеет смысл эфф. взаимодействия
между нуклонами в ядерном веществе. Она учитывает все акты перерассеяния нуклонов
друг на друге (двухчастичные корреляции) и определяется интегральным ур-нием
Бете-Голдстоуна. Сам же подход часто наз. м е т о д о м Б е т е - Б р а к н
е р а, отмечая большую роль, к-рую сыграл Г. Бете (Н. A. Bethe) в его развитии.
Аналог G-матрицы
для свободных нуклонов - T-матри-ца, лишь нормировкой отличающаяся от
амплитуды рассеяния (или длины рассеяния) f. При замене G
на Т метод Бракнера-Хартри-Фока переходит в газовое приближение-метод,
применяемый для описания свойств неидеального ферми-газа и основанный
на использовании малого параметра f/r0<< 1, где r0-ср.
расстояние между частицами газа. Для отталкивательного кора роль длины рассеяния
играет радиус кора rс. Метод Бракнера использует малость параметра
rс/r0 и, по существу, является аналогом
газового приближения по отношению к оттал-кивательному кору. Дальнодействующее
притяжение сравнительно слабое и может быть учтено методом теории возмущений.
Метод Бракнера дал приблизительно те же результаты, что и метод Ястрова. Хотя формально эти методы выглядят непохожими, они основаны на одних и тех же физ. приближениях и учитывают двухчастичные корреляции в ядерной материи. Многие годы эти методы развивались параллельно в направлении уточнения и учёта многочастичных корреляций. В вариац. подходе применяются развитые в теории конденсир. сред метод кластерного разложения и т. н. гиперцепной метод. В подходе Бракнера использовалось ур-ние Бете-Фаддеева - аналог ур-ний Фаддеева в теории 3 тел. Эти ур-ния точно учитывают трёхчастичные корреляции, но сложны для точного решения. В 1980 Дэю (W. Dey) удалось точно решить ур-ние Бете - Фаддеева, при этом энергия связи оказалась близкой к экспериментальной, но равновесная плотность сильно сдвинулась в сторону больших значений: r0 = 0,19 Фм-3. Эта фундам. трудность теории ядерной материи пока не разрешена. Наиб. популярные подходы к разрешению этой проблемы основаны на представлении о ср. мезонных полях, действующих в ядерном веществе. Однако они грешат неоднозначностью.
Э. Е. Саперштейн
Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.
Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").
Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.
Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.
Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
