Представим себе, например, что два человека (два нуклона) несут груз, при чем такой, что двоим одновременно невозможно за него взяться и вместе с тем настолько тяжёлый, что одному не под силу удерживать его долго. Поставить груз на землю и отдохнуть тоже нельзя. Если груз выпадет из рук, то поднять его невозможно. Смотрите описание где отметить день рождения в Коврове взрослому тут.

Если бы не было второго человека, то дело кончилось бы, конечно, тем, что первый рано или поздно выронил бы ношу. Но вместе люди могут нести груз, передавая его, как только наступает усталость от одного к другому.

Нечто подобное происходит и в ядре атома.

В 1934 году советский физик И.Е.Тамм высказал предположение, что взаимодействие между нуклонами в ядре атома передается посредством каких-то виртуальных частиц.

Виртуальными частицами в квантовой механике называются частицы, которые невозможно обнаружить за время их существования. Это короткоживущие частицы.

В 1935 году японский физик Х. Юкава высказал смелую гипотезу о том, что в природе существуют пока необнаруженные частицы с массой в 200-300 раз больше массы электрона, выполняющие роль переносчиков ядерного взаимодействия. Эти частицы назвали мезонами.

В 1936 году Андерсон и Неддермайер обнаружили в космических лучах частицы с массой, равной 207 массам электрона.

И только в 1947 году Оккиалини и Поуэл открыли в космическом излучении тип мезонов, которые действительно оказались носителями ядерных сил. Их назвали π-мезонами (пи-мезонами). Они были предсказаны Юкавой за 12 лет до этого.

Существуют положительные (π+), отрицательные (π-) и нейтральные (π0) пи-мезоны.

Были определены величины зарядов положительных и отрицательных пи-мезонов, их массы. Была найдена масса нейтрального пи-мезона.

Спин всех пи-мезонов оказался равным нулю.

Все три частицы нестабильны. Время их жизни от 2,6 * 10-8с. до 0,8 * 10-6с.

Обменное взаимодействие между нуклонами заключается в поглощении или испускании пи-мезона.

Протон испускает положительный пи-мезон и превращается в нейтрон. Нейтрон поглощает этот пи-мезон и превращается в протон. Затем процесс протекает в обратном направлении. За счёт такого взаимодействия протоны и нейтроны удерживаются в ядре атома друг возле друга.

В итоге ядро атома оказывается весьма и весьма стабильным образованием, и потому атомы химических элементов не распадаются на составные части.

Литература:

1. В.И. Григорьев, Г.Я. Мякишев. Силы в природе. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983.

2. Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. Химия: Органическая химия. Основы общей химии (Обобщение и углубление знаний): Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 1999.

3. Энциклопедический словарь юного физика для среднего и старшего школьного возраста. Составитель В.А. Чуянов. Москва. «Педагогика», 1984

4. И.В. Савельев. Курс общей физики: том 3. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1987.

[1] Период полураспада – это время, за которое распадается половина ядер атомов.