Взаимодействие нейтронов

[semki1234]

Здравствуйте, помогите пожалуйста!
Почему два нейтрона не притягиваются друг к другу? Ведь они обладают массой, а значит между ними должно быть гравитационное взаимодействие. По поводу неприменимости закона всемирного тяготения к столь малым частицам вроде нигде не написано, значит должны же всё-таки притягиваться?

[Pphantom]

А почему Вы решили, что нейтроны не притягиваются друг к другу?

[semki1234]

Pphantom в сообщении #1094339 писал(а):

А почему Вы решили, что нейтроны не притягиваются друг к другу?

Просто нигде ни в какой литературе не встречал упоминание о соединении "нейтрон-нейтрон". Вот есть, например, соединение "нейтрон-протон" (ядро дейтерия) и даже "нейтрон-протон-нейтрон" (ядро трития). А вот "нейтрон-нейтрон" - такого нигде не встречал.

[Pphantom]

semki1234 в сообщении #1094340 писал(а):

Просто нигде ни в какой литературе не встречал упоминание о соединении "нейтрон-нейтрон". Вот есть, например, соединение "нейтрон-протон" (ядро дейтерия) и даже "нейтрон-протон-нейтрон" (ядро трития). А вот "нейтрон-нейтрон" - такого нигде не встречал.

Ну, во-первых, все перечисленные "соединения" существуют не из-за гравитационного взаимодействия, а из-за сильного ядерного. Нейтроны сами по себе долго не живут, "тандем" из них - тоже.

А объединение нейтронов, да еще и гравитацией... про нейтронные звезды слышали? Это, в общем-то, оно, только нейтронов там несколько больше двух.

[semki1234]

Pphantom в сообщении #1094342 писал(а):

Нейтроны сами по себе долго не живут, "тандем" из них - тоже.

Действительно! Нашел сейчас информацию, что они всего около 16 минут живут, а потом распадаются.
Но за эти 16 минут они же могут объединиться. Раз сил отталкивания между ними нет, то расстояние между ними будет стремиться к нулю. И тогда сила притяжения между ними будет к бесконечности стремиться. Неужели это в действительности?
Тогда нейтронные звезды - самые прочные объекты во Вселенной и даже черные дыры не смогут их разрушить!

[Munin]

semki1234 в сообщении #1094344 писал(а):

Но за эти 16 минут они же могут объединиться. Раз сил отталкивания между ними нет, то расстояние между ними будет стремиться к нулю. И тогда сила притяжения между ними будет к бесконечности стремиться.

Это ещё не позволяет им образовать связанную систему. Вы знаете, что в атоме электрон тоже может бесконечно приблизиться к протону, и сила притяжения будет стремиться к нулю? Но всё-таки электрон приближается не бесконечно, а образует атом определённых размеров, за счёт квантовых законов. (Это всё школьная программа по химии и по физике.)

[AnatolyBa]

Давайте отделим мух от котлет. Гравитационное взаимодействие нейтронов существует, но пока их два а не нейтронная звезда - взаимодействие очень мало - и что о нем писать?
С сильное взаимодействием ситуация интереснее. Мне не ясен ваш уровень, поэтому отвечу как отвечу, а будет неясно, будем разбираться.
Сильное взаимодействие зависит от ориентации спинов. Скажем, ядро дейтерия (дейтрон) имеет спин 1, это значит, что направления спинов протона и нейтрона одинаковы. Т. е. если спины направлены противоположно, сильное взаимодействие недостаточно сильно, чтобы образовать связанное состояние. Но два нейтрона не могут иметь параллельные спины в гипотетическом связанном состоянии, потому что фермионы. Следовательно спины должны быть противоположны, а в этой ситуации сильное взаимодействие не приводит к соединению.
В этом рассуждении важно предположение, что сильное взаимодействие практически одинаково для протона и нейтрона.

semki1234 в сообщении #1094344 писал(а):

Раз сил отталкивания между ними нет, то расстояние между ними будет стремиться к нулю

Сильное взаимодействие сложная штука. Грубо - на малых расстояниях притяжение сменяется оттталкиванием

semki1234 в сообщении #1094344 писал(а):

Тогда нейтронные звезды - самые прочные объекты во Вселенной и даже черные дыры не смогут их разрушить!

Ну, это не так. Нейтронная звезда крепкий орешек, но черная дыра победит при встрече

[semki1234]

Munin в сообщении #1094362 писал(а):

в атоме электрон тоже может бесконечно приблизиться к протону

В одних источниках утверждается, что электрон падает на ядро, но всегда промахивается. В других, что свойство электрона - это в один момент времени находиться сразу в разных точках пространства. А с приближением к протону, количество таких "разных местоположений" электрона будет стремиться к единице, что будет противоречить его свойству. Так что тут тоже не пойму, кому верить.

AnatolyBa в сообщении #1094378 писал(а):

Гравитационное взаимодействие нейтронов существует

Спасибо, одной головной болью для меня меньше

AnatolyBa в сообщении #1094378 писал(а):

Сильное взаимодействие зависит от ориентации спинов

А какова причина этих спинов? Опять же, в литературе говорится о спине, как о вращении частицы. А что послужило причиной этого вращения, какие силы?

AnatolyBa в сообщении #1094378 писал(а):

Нейтронная звезда крепкий орешек

Пишут, что силы в ней, удерживающие нейтроны, даже больше, чем в ядре атома. Это гравитационные силы или какие-то другие?
Кроме этого, "внутри нейтронной звезды нейтроны могут деформироваться вплоть до того, что приобретают форму куба". А при нормальных условиях какая форма у нейтронов? Неужели шар?

[Aritaborian]

semki1234 в сообщении #1094405 писал(а):

В одних источниках утверждается, что электрон падает на ядро, но всегда промахивается.

Глупость это. Не читайте такие источники.

semki1234 в сообщении #1094405 писал(а):

Опять же, в литературе говорится о спине, как о вращении частицы.

И такое тоже не читайте.

[AnatolyBa]

semki1234 в сообщении #1094405 писал(а):

А какова причина этих спинов

Здесь было бы правильно отослать вас к учебнику. Фейнмановские лекции, квантовая механика.
О спине можно говорить на разных уровнях. Спин, как вращение, это низший популярный уровень. На этом уровне говорить о причине не получается. Рассматривайте как экспериментальный факт.
На более серьезном уровне нужно смотреть как частицы описываются. И как это описание меняется в разных системах координат. В частности, в системах координат повернутых друг относительно друга. Но это посмотрите у Фейнмана ( там первые главы простые)

semki1234 в сообщении #1094405 писал(а):

Пишут, что силы в ней, удерживающие нейтроны, даже больше, чем в ядре атома. Это гравитационные силы или какие-то другие?

Там баланс сил. Но можно сказать и так. То что удерживает - это гравитация.

semki1234 в сообщении #1094405 писал(а):

"внутри нейтронной звезды нейтроны могут деформироваться вплоть до того, что приобретают форму куба".

Это вы что-то не то читали. Не читайте этого больше. А о форме частиц можно (начать) рассуждать только после более серьезного ознакомления с квантовой механикой

[Aritaborian]

Про форму куба это из Википедии, там есть ссылка на статью из arXiv «Cubic neutrons».

[AnatolyBa]

Это вы с википедией меня прям огорчили. В статье то написано "can adopt cubic symmetry". Это далеко от "приобретают форму куба"
Это я против википедии а не против вас, конечно

[Aritaborian]

О как ;-) Статью-то я не читал. Ну что ж, поправьте в Вике, это несложно. Что характерно, в английской Вике сказано чуть более (или тоже фигня?) правильно:

Цитата:

The extreme pressure inside a neutron star may deform the neutrons into a cubic symmetry, allowing tighter packing of neutrons.

[Dmitriy40]

AnatolyBa в сообщении #1094378 писал(а):

Гравитационное взаимодействие нейтронов существует, но пока их два а не нейтронная звезда - взаимодействие очень мало - и что о нем писать?

А меня вот этот вопрос заинтересовал и я даже собрался ответить, но потом прикинул грубо силу этого вот взаимодействия - и не стал ничего отвечать, т.к. оно оказалось примерно в тысячу раз сильнее порогового, когда оно бы вообще не влияло на судьбу пары нейтронов.
Поясню. Возьмём пару свободных нейтронов, предположим они случайно оказались на расстоянии порядка десятикратного диаметра атомного ядра ($D=10^{-11}m$), тогда ускорение каждого из них к общему центру масс составит примерно $a=10^{-17}m/c^2$, что даже при пренебрежении увеличением ускорения от сближения даст время столкновения как раз порядка 17 минут. Т.е. если вдруг два нейтрона окажутся на расстоянии менее ориентировочно $10^{-10}m$ (с учётом увеличения ускорения при сближении) с малой относительной скоростью, то они могут и должны столкнуться под действием именно гравитации за время своей жизни.
Другое дело, что для этого относительная скорость нейтронов должна быть $v<10^{-14}m/c$, что слишком невероятно.
Так что вопрос о влиянии гравитации на образование ядра из двух нейтронов не такой однозначный как показалось сначала.
Поправьте если где сильно наврал.

PS. Под столкновением понимаю сближение нейтронов до расстояния порядка диаметра атомного ядра, дальше в действие (возможно) вступят уже другие силы.

[AnatolyBa]

А что вы думаете о квантовомеханических эффектах в такой ситуации?
Вот, скажем, неопределенность координаты для такого нейтрона, она какова?