Атомное ядро

1)

Протон испускает виртуальный π⁺-мезон, превращаясь в нейтрон. Мезон поглощается нейтроном, который вследствие этого превращается в протон. Затем такой же процесс протекает в обратном направлении (рис. 3, а). Каждый из взаимодействующих нуклонов часть вре­мени проводит в заряженном состоянии, а часть— в ней­тральном.
2)

Нейтрон и протон обмениваются π^--мезонами (рис. 3,б).
3)



Нуклоны обмениваются π⁰-мезонами (рис. 3, в).
Первый из этих трех процессов находит эксперимен­тальное подтверждение в рассеянии нейтронов на про­тонах. При прохождении пучка нейтронов через водород в этом пучке появляютсяпротоны, многие из которыхимеют ту же энергию и направление движения, что и падающие нейтроны. Соответствующее число практи­чески покоящихся нейтронов обнаруживается в мишени. Совершенно невероятно, чтобы такое большое число нейтронов полностью передавало свой импульс ранее покоившимся протонам в результате лобовых ударов. Поэтому приходится признать, что часть нейтронов, про­летая вблизи протонов, захватывает один из виртуаль­ных π⁺-мезонов. В результате нейтрон превращается в протон, а потерявший свой заряд протон превра­щается в нейтрон (рис. 4).
Е
Рис. 4
сли нуклону сообщить энергию, эквивалентную мас­се π-мезона, то виртуальный π-мезон может стать реаль­ным. Необходимая энергия может быть сообщена при столкновении достаточно ускоренных нуклонов (или ядер) либо при поглощении нуклоном γ-кванта. При очень больших энергиях соударяющихся частиц от нук­лона может «оторваться» несколько π-мезонов. В кос­мических лучах, где встречаются частицы с энергиями ~ 10⁴Гэв, наблюдаются случаи рождения до 20 реаль­ных π-мезонов при одном соударении.

В соответствии с процессом (3.7) нейтрон часть вре­мени проводит в виртуальном состоянии (р + π^-). Орби­тальное движение π^—мезона приводит к возникновению наблюдаемого у нейтрона отрицательного магнитного момента. Аномальный магнитный момент протона (2.79 μ₀вместо одного ядерного магнетона) также можно объяснить орбитальным движением π⁺-мезона в течение того промежутка времени, когда протон находится в виртуальном состоянии (п + π⁺).