Bajardi: H. To’ychiyeva Ilmiy rahbar

II.BOB. NEYTRON MOMENTI VA NEYTRONLARNI SOCHILISHI

2.1 Neytron magnit momenti

Elektr zaryadi
Neytronning umumiy elektr zaryadi quyidagicha 0 e. Ushbu nol qiymat eksperimental ravishda sinovdan o'tkazildi va neytronning zaryadining hozirgi eksperimental chegarasi  yoki  . Ushbu qiymat eksperimentalni hisobga olgan holda nolga mos keladi noaniqliklar (qavs ichida ko'rsatilgan). Taqqoslash uchun protonning zaryadi +1 e.
Neytron magnit momenti
Neytron neytral zarracha bo'lsa ham, neytronning magnit momenti nolga teng emas. Neytronga elektr maydonlari ta'sir qilmaydi, lekin unga magnit maydonlar ta'sir qiladi. Neytronning magnit momenti uning kvark tuzilishi va ichki zaryad taqsimotining ko'rsatkichidir. Neytron magnit momentining qiymati birinchi navbatda to'g'ridan-to'g'ri o'lchangan Luis Alvares va Feliks Bloch da Berkli, Kaliforniya, 1940-yilda. Alvarez va Bloch neytronning magnit momentini aniqladilar  , qayerda m_N bo'ladi yadro magnetoni.
In kvark modeli uchun hadronlar, neytron bitta kvarkdan iborat (zaryad +2/3)e) va ikkita pastga kvark (zaryad −1/3)e). Neytronning magnit momentini tarkibiy kvarklarning magnit momentlari yig'indisi sifatida modellashtirish mumkin. Hisoblashda kvarklar har birining o'ziga xos magnit momentiga ega bo'lgan Dirac zarracha zarralari kabi o'zini tutishi taxmin qilinadi. Sodda qilib aytganda, neytronning magnit momentini uchta kvark magnit momentlarining vektor yig'indisi, shuningdek neytron ichidagi uchta zaryadlangan kvarklarning harakati natijasida hosil bo'lgan orbital magnit momentlari natijasida ko'rish mumkin.
Standart Modelning 1964-yildagi dastlabki yutuqlaridan birida Mirza A.B. Iltimos, Benjamin V. Li va Ibrohim Peys proton va neytron magnit momentlarining nisbati -3/2 ni nazariy jihatdan hisoblab chiqdi, bu tajriba qiymati bilan 3% gacha. Ushbu nisbat uchun o'lchangan qiymat −1.45989805(34) ning ziddiyati kvant mexanik bilan hisoblashning asosini Paulini istisno qilish printsipi, ning kashf qilinishiga olib keldi rang zaryadi tomonidan kvarklar uchun Oskar V. Grinberg 1964-yilda.
Yuqoridagi davolash neytronlarni protonlar bilan taqqoslab, kvarklarning murakkab xatti-harakatlarini modellar orasidan chiqarib tashlashga imkon beradi va shunchaki har xil kvark zaryadlari (yoki kvark turi) qanday ta'sir ko'rsatishini o'rganadi. Bunday hisob-kitoblar neytronlarning ichki qismi protonlarnikiga juda o'xshashligini ko'rsatish uchun kifoya qiladi, chunki kvark tarkibidagi farqni neytronda pastga kvark bilan protondagi yuqoriga ko'tarilgan kvark o'rnini bosadi.
Neytron magnit momentini oddiy deb hisoblab, taxminan hisoblash mumkin nonrelativistik, kvant mexanik to'lqin funktsiyasi uchun barionlar uchta kvarkdan iborat. To'g'ridan to'g'ri hisoblash neytronlar, protonlar va boshqa barionlarning magnit momentlari uchun juda aniq taxminlarni beradi. Neytron uchun ushbu hisob-kitobning yakuniy natijasi shundaki, neytronning magnit momenti quyidagicha berilgan m_n= 4/3 m_d − 1/3 m_siz, qayerda m_d va m_siz navbati bilan pastga va yuqoriga qarab kvarklar uchun magnit momentlardir. Ushbu natija kvarklarning ichki magnit momentlarini va ularning orbital magnit momentlarini birlashtiradi va uchta kvark ma'lum, dominant kvant holatida bo'ladi.

Bayron	Magnit modeli Kvadrat modeli	Hisoblangan	Kuzatilgan
P		2.79	2.793
N		-1.86	-1.913

Ushbu hisoblash natijalari dalda beradi, lekin yuqoriga yoki pastga qarab kvarklarning massasi nuklon massasining 1/3 qismi deb qabul qilingan. Kvarklarning massasi aslida nuklonning atigi 1% ga teng. Mos kelmaslik nuklonlar uchun standart modelning murakkabligidan kelib chiqadi, bu erda ularning massasining katta qismi glyon maydonlari, virtual zarralar va ular bilan bog'liq energiya kuchli kuch. Bundan tashqari, neytronni tashkil etuvchi kvarklar va glyonlarning murakkab tizimi relyativistik davolanishni talab qiladi. Nuklon magnit momenti raqamli ravishda muvaffaqiyatli hisoblab chiqilgan birinchi tamoyillar ammo, shu bilan birga, aytib o'tilgan barcha effektlarni o'z ichiga olgan va kvark massalari uchun yanada aniqroq qiymatlardan foydalangan holda. Hisoblash natijalarga olib keldi, natijada o'lchov bilan to'g'ri kelishilgan, ammo bu muhim hisoblash manbalarini talab qildi.

Spin
Neytron - bu spin 1/2 zarracha, ya'ni u fermion ichki burchak impulsi bilan 1/2 ga teng ħ, qayerda ħ bo'ladi Plank doimiysi kamayadi. Neytron kashf etilganidan keyin ko'p yillar davomida uning aylanishi aniq emas edi. Garchi bu 1/2 spin deb taxmin qilingan bo'lsa ham Dirak zarrachasi, neytronning spin 3/2 zarrachasi bo'lishi ehtimoli saqlanib qoldi. Neytronning magnit momentining tashqi magnit maydon bilan o'zaro ta'siridan foydalanilib, nihoyat neytronning spini aniqlandi. 1949-yilda Xyuz va Burji ferromagnit oynadan aks etgan neytronlarni o'lchab, akslarning burchak taqsimoti spin 1/2 ga to'g'ri kelishini aniqladilar. 1954-yilda Shervud, Stivenson va Bernshteyn neytronlarni a Stern-Gerlach tajribasi neytron spin holatlarini ajratish uchun magnit maydondan foydalangan. Ular spinning 1/2 zarrachasiga mos keladigan ikkita shunday spin holatini qayd etishdi.
Fermion sifatida neytron Paulini istisno qilish printsipi; ikkita neytron bir xil kvant sonlarga ega bo'lolmaydi. Bu manba degeneratsiya bosimi qiladi neytron yulduzlari mumkin.