核结构

[拼音]：hejiegou

[外文]：nuclear structure

物质结构的一个重要层次，核结构的研究包括研究原子核的组成、组成原子核的粒子之间的相互作用和这些粒子在原子核内的运动规律。原子核的结构对于原子核的变化起着决定性的作用。通过研究核结构的各类实验数据，为核能的利用提供了可靠的基础；核结构的知识又为物质结构的其他领域提供了借鉴。

简史

1911年英国物理学家E.卢瑟福在 α散射实验中发现了原子核的存在；1932年，J.查德威克又发现了中子；接着，W.K.海森伯提出了原子核是由质子和中子（统称为核子）组成的概念。这是核结构研究的第一个阶段。1935年日本物理学家汤川秀树提出核力的介子交换理论以及后来发展较快的量子力学理论，使人们对原子核结构的认识不断深入。

方法

核结构研究的依据及出发点是核物理实验，包括原子核的自发衰变和裂变的实验以及核反应实验。

理论上，只要知道了核子之间的相互作用、核内的核子所满足的运动方程，并能求解这一运动方程，原则上就可以得到原子核的性质以及各种实验观测量。实际上，由于种种不确定的因素，还不能做到这一点，而只能从分析实验出发，提出核结构的模型理论(见核模型)。

核结构研究中基本问题的研究现状 核力

核力是核子与核子之间的相互作用力。对于核力基本性质的研究是核物理学中的一个基本问题。核力主要是强烈的吸引作用，它是一种短程力，其力程约为10^-13厘米；核力还具有饱和性，一个核子只能与邻近的有限几个核子相作用；核子之间的作用具有交换性、电荷无关性等等。关于核力的本质及其作用势的最终形式是当前物理学中没有完全解决的问题。当前核物理中所使用的核力，基本上是唯象的或建立在单玻色子交换基础上的半唯象的形式，由巴黎的科学家提出的“巴黎力”是当前普遍使用的一种半唯象核力。

粒子物理学的发展指出，核子是由三个夸克组成的，夸克之间是通过交换胶子而发生作用的。从下一层次的结构出发，认为核力是由夸克及胶子的交换而引起的。认识核力的本质是当前核力研究的一个新动向。

运动方程

在原子物理学中，薛定谔方程是描述原子中电子运动的正确方程；在原子核范围内，薛定谔方程对于描述原子核内核子的运动基本上也是适用的。最新的研究表明，对许多核现象的描述，需要使用狄喇克方程。相对论动力学是当前核结构研究的一个动向。

多体问题

原子核是一个多体系统，它包括几个到二三百个核子。它不像原子那样具有一个处于支配地位的核心──原子核，它也不像固体那样具有相当多的粒子。对于原子核这样一个多体系统的严格求解，仍然是一个悬而未决的问题。

当前，对于原子核内是否只要考虑质子与中子的自由度也产生了疑问。有迹象表明，对某些核现象，还需要明显地引入π介子、核子激发态等新的自由度(非核子自由度)。

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核结构百科介绍

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