Yadro zichligi

 

Yadro zichligi - atom yadrosining zichligi. Ogʻir yadrolar uchun bu cheksiz yadroviy materiyaning energiya zichligini kamaytiruvchi yadroning toʻyinganlik zichligi $n_0 = 0.15\pm0.01$ $nuklonlar/fm^3$ ga yaqin boʻladi. Yadro toʻyinganligining massa zichligi quyidagiga teng $\rho_0=n_0 m_{\rm u} \approx 2.5\times10^{17}$ $kg/m^3$, bu yerda $m_u$- massa atom birligi . Yadro zichligini tavsiflovchi atamani yuqori zichlikka ega boʻlgan neytron yulduzlari ichidagi holatlarda ham qoʻllanadi.

Hisoblash

Oddiy yadrodagi proton va neytronlarning taxminiy sonidan aniqlanishi mumkin boʻlgan yadro oʻlchamidan yadro zichligini taxminan hisoblash mumkin. Nuklonlar soni boʻyicha yadro radiusi $R=A^{1/3}R_0$ ga teng, bu yerda $A$ massa soni va $R_0 = 1.25 fm$ ga teng va ushbu qiymatdan odatdagi ogʻishlar $0.2 fm$ gacha boʻladi. Yadroning hajm birligidagi nuklonlar soni (nuklonlar konsentratsiyasi) quyidagicha:

$n = \frac{A}{{4\over 3} \pi R^3}$

Shunday qilib, massa soni nuqtai nazaridan har qanday turdagi yadro uchun zichlik doimiydir va nazariy jihatdan A yoki R ga bogʻliq emas,

$n_0^\mathrm{nazariy} = \frac{A}{{4\over 3} \pi (A^{1/3}R_0)^3} = \frac{3}{4 \pi (1.25\ \mathrm{fm})^3} = 0.122 \ \mathrm{fm}^{-3} = 1.22 \times 10^{44} \ \mathrm{m}^{-3}$

Yadro toʻyinganlik zichligi uchun tajribada aniqlangan qiymat quyidagiga teng

$n_0^\mathrm{tajriba}=0.15\pm0.01\ \mathrm{fm}^{-3} = (1.5\pm 0.1)\times 10^{44}\ \mathrm{m}^{-3}.$

Massa zichligi ρ zarracha massasining zarralar konsentratsiyasiga n koʻpaytmasi orqali aniqlanadi. Shunday qilib, nuklon massasidan nuklon massasidan m _n =1,67×10 ⁻²⁷ kg foydalangan holda hisoblangan massa zichligi quyidagiga teng:

$\rho_0^\mathrm{nazriy}=m_\mathrm{n}\,n_0^\mathrm{nazariy} \approx 2 \times 10^{17} \ \mathrm{kg} \ \mathrm{m}^{-3}$ (nazariy hisoblashdan foydalangan holda)

yoki

$\rho_0^\mathrm{tajriba}=m_\mathrm{n}\,n_0^\mathrm{tajriba} \approx 2.5 \times 10^{17} \ \mathrm{kg} \ \mathrm{m}^{-3}$ (tajriba natijalaridan foydalangan holda).

Ilovalar va kengaytmalar

Atom va yadroning tarkibiy qismlari har xil zichlikka ega. Proton asosiy zarracha emas, u kvark-glyuon materiyasidan iborat. Uning oʻlchami taxminan $10^{-15} m$ va zichligi $10^18 kg/m^3$ni tashkil qiladi. Yadro zichligini tavsiflovchi atamani yuqori zichlikka ega boʻlgan neytron yulduzlari ichidagi holatlarda ham qoʻllanadi..

Chuqur noelastik sochilishdan foydalanib, agar nuqtaviy zarra boʻlmasa, elektronning "oʻlchami", $a^{-17} m$dan kam boʻlishi kerakligi hisoblangan. Bu taxminan $10^{21} kg/m^3$ zichlikka toʻgʻri keladi

Kvark nazariyasi haqida gap ketganda, yanada yuqoriroq zichlik uchun imkoniyatlar mavjudligini koʻramiz. Yaqin kelajakda eksperimental ravishda oʻlchanadigan eng yuqori zichliklar leptonlar va kvarklar bilan chegaralanadi. 

Ushbu tarjima Mirzo Ulugʻbek nomidagi Oʻzbekiston Milliy Universiteti Fizika fakulteti talabasi Ikbalova Muxlisaxonning Wikitaʼlim loyihasi doirasida ingliz tilidan tarjima qilindi.

Manbalar

• Elektron degeneratsiya bosimi
• Yadro materiyasi
• Kvark-glyuon plazmasi

Havolalar

• „The Atomic Nucleus“. Qaraldi: 18-noyabr 2014-yil. (derivation of equations and other mathematical descriptions)