Между нуклонами в ядре действуют следующие силы: - силы гравитационного притяжения, но они настолько малы
, что не могут обеспечить достаточно большую энергию связи, которая наблюдается экспериментально;
- Силы электростатического природы также не могут обеспечить связь, а напротив приводят к отталкиванию одноименно заряженных протонов и не действуют на нейтроны;
- Ядерные силы, которые обменную природу. Такая гипотеза впервые была предложена в 1934 году советским физиком И.Е.Таммом (1895 - 1971) и развитая японским физиком Х.Юкавою.
Идея о обменную природу ядерных сил заимствована из квантовой электродинамики, где электромагнитное взаимодействие между частицами объясняется обменом фотонами - частицами с нулевой массой покоя. Юкава для объяснения больших значений энергии связи атомных ядер предположил, что нуклоны должны обмениваться частицами с ненулевой массой покоя. По его оценкам масса этих частиц должна составлять 200 ? 300 me, т.е. иметь промежуточное значение между массой электрона и массой нуклонов. Они были названы мезонами от греческого слова мезос-средний. Такие частицы были обнаружены в 1947 году в космическом излучения и были названы ?-мезонами, или просто пионами. Были положительные ? +, отрицательные ?-и нейтральные ?о пионы. Заряд положительных пионов равен заряду электрона. Массы заряженных пионов 273 ? me, нейтрального - 264 ? me действительно лежат в пределах, передбаченихЮкавою. Спины всех пионов равны 0.
Наличие магнитных моментов не только в протонов, но и в нейтронов пионного модель объясняет тем, что каждый нуклон окружен пионами, часть из которых могут быть заряженными. Такая система может иметь магнитный момент, аналогично существованию магнитного момента в нейтральных атомов.
-Конечный радиус действия ядерных сил следует из ненулевой массы спо-кой пионов. Схемы (9.2) - (9.6) на первый взгляд противоречат закону сохранения энергии. Действительно, какая-то частица, потом образовалась такая же и еще некоторое (пион) казалось бы из ничего. Но если исходящее пион будет поглощен за короткий промежуток времени.