К положению в некоторых областях современной физики
135
сомнения в полезности его для изучения строения материи: получившиеся продукты распада вещества мишени вовсе не обязательно должны свидетельствовать о том, что они содержались в составе этой мишени, так как они вполне могли образоваться в результате взаимодействия влетевшей частицы и частиц, составляющих мишень.
А между тем природа при осуществлении ядерных превращений веществ каким-то образом ухитряется обойтись без высоких температуры и высоких давлений. Откуда-то ведь взялись все эти многочисленные изотопы веществ! Каким-то образом появился же в природе весь этот набор химических элементов с различными атомами, а значит, и ядрами! А ведь все произошло из водорода, из которого состоит и Солнце, и когда-то состояла Земля, оторвавшаяся от Солнца. Не происходит ли каким-то образом трансмутация элементов - превращение одних элементов в другие и в наши дни? И не существуют ли ядерные катализаторы? Но так даже нельзя ставить вопрос: не научно и неприлично. Ведь нынешние теоретики точно знают, чего нельзя, потому что этого нельзя никогда!
Попытки хоть как-то осознать ядерные процессы привели к необходимости создать ядерные модели. Одна из первых моделей составного ядра была выдвинута в 1932 г. Д.Д.Иваненко и развита Гейзенбергом. Эта многочастичная модель в дальнейшем получила полное экспериментальное подтверждение. Но поскольку сильное ядерное взаимодействие нуклонов в ядре оставалось совершенно неясным, вскоре была выдвинута идея о том, что взаимодействие нуклонов обеспечивается путем многократно повторяющихся актов испускания мезонов - короткоживущих частиц одним нуклоном и поглощением другим. Механизм этих испусканий и поглощений физикой не рассматривался. Собственно, в своей основе эти идеи сохранены до настоящего времени.
В дальнейшем выяснилось, что многочастичная квантовая система с сильными ядерными взаимодействиям, каковой являлась модель ядра, с теоретической точки зрения является исключительно трудным для анализа объектом. Трудности связаны не
136
Глава 4.
только с количественно точными вычислениями физических величин, характеризующих ядро, но даже с качественным пониманием основных свойств ядерных состояний, спектра, энергетических уровней, механизма ядерных реакций. Поэтому физики вынуждены строить и другие модели, с помощью которых можно хоть как-то понять структуру и механизм нуклонных взаимодействий.
Одной из таких моделей является оболочечная модель ядра, прообразом которой является планетарная модель атома. Атомное ядро в ней рассматривается как квантовая жидкость, а ядро в основном состоянии - как вырожденный фермионный газ квазичастиц, которые эффективно не взаимодействуют друг с другом, поскольку всякий акт столкновения, изменяющий индивидуальные состояния, запрещен (?! - В. А.) принципом Паули.
В других вариантах оболочечной модели вводится эффективное взаимодействие между квазичастицами в каждой оболочке, приводящее к перемешиванию первоначальных конфигураций индивидуальных состояний. Иногда в модели вводят различного рода дополнительные взаимодействия, например, взаимодействия квазичастиц с колебаниями поверхности ядра для достижения лучшего согласия теории с экспериментом. Таким образом, обо-лочечная модель фактически является полуэмпирической схемой, позволяющей понять некоторые закономерности структуры ядра, но не способной последовательно ни качественно, ни количественно описать свойства ядер. Однако некоторые успехи, конечно, есть: объяснены частично магические числа нейтронов и протонов в ядрах, при которых энергия связей наибольшая, частично определен порядок заполнения оболочек и т. п.
В 1950 г. американским физиком Рейноутером выдвинута ротационная модель несферического ядра, в соответствии с которой ядро представляет собой эллипсоид вращения. Фактически, это всего лишь стереометрическая описательная модель. Ротационная модель рассматривает движение ядра как сочетание вращения всего ядра с движением отдельных нуклонов в несферическом потенциальном поле. Эта модель позволяет описать некоторые
