Что такое атомное ядро?

[Divergence]

Часто повторяют следующие краткие утверждения.
У1) Атомное ядро состоит из нуклонов — протонов (p) и нейтронов (n), которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия.
У2) Протон состоит из одного «нижнего» (d) и двух «верхних» (u) и кварков которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия.
У3) Нейтрон состоит из одного «верхнего» (u) и двух «нижних» (d) кварков? которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия.

В связи с этим, два вопроса:
В1) Базируясь на принципе тождественности одинаковых частиц, почему в ядерной физике вместо (У1) не пишут (и не описывают), что атомное ядро состоит из «нижних» (d) и «верхних» (u) кварков, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия?
В2) В чем заключается проблема описания атомного ядра в 21 веке как системы из (d) и (u) кварков, связанных сильным взаимодействием?

[warlock66613]

Это разные сильные взаимодействия. Взаимодействие кварков — фундаментальное и переносится глюонами. Оно существует между частицами с цветовым зарядом, такими как кварки, и вызывает объединение кварков в бесцветные комбинации, такие как нуклоны и мезоны. А взаимодействие бесцветных в целом нуклонов — производное от фундаментального и переносится пи-мезонами.

[пианист]

Divergence в сообщении #1644380 писал(а):

почему в ядерной физике вместо (У1) не пишут (и не описывают), что атомное ядро состоит из «нижних» (d) и «верхних» (u) кварков, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия?

Думаю, по тому же, почему пишут, например, что мост состоит из опор и пролетных сооружений, а не из атомов водорода, кислорода, кремния, алюминия и железа.

Divergence в сообщении #1644380 писал(а):

В чем заключается проблема описания атомного ядра в 21 веке как системы из (d) и (u) кварков, связанных сильным взаимодействием?

Откуда известно, что имеется надобность в таком описании?

[Geen]

Divergence в сообщении #1644380 писал(а):

В связи с этим, два вопроса:

Кажется, Вы просите написать решение проблемы, за которое миллионную премию дают

[Divergence]

warlock66613 в сообщении #1644384 писал(а):

А взаимодействие бесцветных в целом нуклонов — производное от фундаментального и переносится пи-мезонами.

Это древняя докварковая теория Юкавы.
В ядре протоны (p) и нейтроны (n), связаны между собой при помощи сильного взаимодействия, переносчиком которого являются глюоны а не мезоны.

пианист в сообщении #1644385 писал(а):

мост состоит из опор и пролетных сооружений, а не из атомов

Для опор и пролетов не выполняется принцип тождественности одинаковых частиц. Да и атомов там многовато. Так, что ваш аргумент для современной физики неадекватен.

пианист в сообщении #1644385 писал(а):

Откуда известно, что имеется надобность в таком описании?

Откуда известно, что НЕ имеется надобность в таком описании?
Вот старая статья, почти сорокалетней давности.
Л. Слив, М.И. Стрикман, Л.Л. Франкфурт. Проблемы построения микроскопической теории ядра и квантовая хромодинамика. 145 (4) (1985)
https://ufn.ru/ru/articles/1985/4/a/

-- 29.06.2024, 18:44 --

Geen в сообщении #1644388 писал(а):

Кажется, Вы просите написать решение проблемы, за которое миллионную премию дают

Вообще то, как как раз пытаюсь спросить про саму проблему. В чем она конкретно заключаются трудности.
НО если увас есть решение, я готов его прочитать:)))

[warlock66613]

Divergence, если вам интересен ответ на ваш вопрос, то перечитайте моё сообщение, там всё сказано. Если вам интересно рассказывать что-то, в чём вы не разбираетесь, например как связаны нуклоны, то вы пришли не в то место.

[Divergence]

warlock66613 Я услышал вашу экспертную точку зрения, согласно которой самое адекватное описание атомного ядра как системы барионов (qqq) обменивающихся мезонами (qqbar) в силу бесцветности последних, считая, что другие диаграммы Фейнмана КХД можно выкинуть. Надеюсь услышать здесь и других экспертов.

[Cos(x-pi/2)]

Divergence
Добавлю к сказанному уважаемым warlock66613:

В любой области физики наиболее подходящий уровень рассмотрения зависит от постановленных задач. Вам коллеги так и ответили.

В "ядерной физике", если речь идёт о ядерных реакциях (например, в реакторах) и о взаимодействиях частиц при не слишком больших энергиях, то в конкретных задачах хорошо работает именно картина с нуклонами (протонами и нейтронами); в этой картине нуклоны сильно взаимодействуют через обмен пи-мезонами.

Если же Вы под "ядерной физикой" будете подразумевать то, что называется "физикой частиц высокой энергии", то там да - нуклоны и вообще все адроны считаются состоящими из кварков и глюонов, сильно взаимодействующих через обмен глюонами, - эта картина нужна для объяснения явлений при больших энергиях; (а для низкоэнергетической ядерной физики она оказывается излишней детализацией: типа, многовато нужно атомов для описания атомами опор моста).

В УФН есть хорошая, хотя и совсем старая, научно-популярная статья (автор - серьёзный физик-теоретик), без формул и с картинками. Обратите там внимание на рис.1 - это пояснение того, как описание строения изучаемого объекта зависит от энергии частиц, посредством которых мы этот объект изучаем:

https://ufn.ru/ru/articles/1978/1/d/
"Почему нет свободных кварков" (Й. Намбу)

Проблема, пока ещё не решённая и в 21-м веке, - не построена строгая количественная теория конфайнмента кварков; т.е. вопрос "Почему нет свободных кварков" до сих пор не решён с желаемой физиками строгостью. Не решён он потому, что теория кварк-глюонного взаимодействия (квантовая хромодинамика, КХД) математически очень сложна.

[Divergence]

Cos(x-pi/2) в сообщении #1644398 писал(а):

в конкретных задачах хорошо работает именно картина с нуклонами (протонами и нейтронами); в этой картине нуклоны сильно взаимодействуют через обмен пи-мезонами.

Классическая механика тоже хорошо работает в некоторых задача. Но это не повод не использовать более современную теорию, например КХД.

Кстати, можете ли указать мне конкретные статьи или книги (на русском или английском), в которых аккуратно и последовательно теоретически выводилось из КХД, указанная хорошо работающая теория, с теоретическим обоснованием сделанные приближений?
Буду очень благодарен.

Cos(x-pi/2) в сообщении #1644398 писал(а):

потому, что теория кварк-глюонного взаимодействия (квантовая хромодинамика, КХД) математически очень сложна.

Из этого утверждения, если его рассматривать как ответ на мой вопрос, можно сказать, что проблема в математической сложности и все. Думаю такой ответ не конкретен. Можно конечно например, сослаться на проблему многих тел, что будет более конкретно. А что еще?

-- 29.06.2024, 20:46 --

пианист Раз вы видите мои не грамотности, то не философствуйте про мосты и атомы, а сошлитесь на опубликованные современные теоретические обзоры (на русском или английском), если вы считаете себя экспертом.

[Cos(x-pi/2)]

Ещё раз повторю: как правило, в задачах физики важно не то, какая теория современнее, а то, какая более подходит для решения заданного круга задач.

Пример: квантовая механика современнее классической механики Ньютона, но никто не применяет и не будет применять квантовую механику вместо классической для расчёта, допустим, траекторий космических аппаратов.

Поскольку ответы, которые Вам здесь дали, по-видимому, вас не удовлетворили, то литературу Вы, пожалуйста, сами себе подбирайте подходящую для Вашего уровня подготовки. На русском языке довольно много статей про КХД было в УФН. Насколько представляю, развитие КХД не завершено, так что полностью выводить из КХД низкоэнергетическую ядерную физику люди ещё не умеют.

[Divergence]

Cos(x-pi/2) в сообщении #1644411 писал(а):

Пример: квантовая механика современнее классической механики Ньютона, но никто не применяет и не будет применять квантовую механику вместо классической для расчёта, допустим, траекторий космических аппаратов.

Контр пример: Однако общая теории относительности, используется во многих практически важных приложениях, включая навигацию космических аппаратов, геодезию, и др.

https://ufn.ru/ru/articles/2009/1/a/similar.html

Cos(x-pi/2) в сообщении #1644411 писал(а):

На русском языке довольно много статей про КХД было в УФН.

Большинство статей по КХД там не по ядерной физике, особенно последнее десятилетие. Надеюсь знающие эксперты найдутся и дадут ссылки.

Cos(x-pi/2) в сообщении #1644411 писал(а):

Вы, пожалуйста, сами себе подбирайте подходящую для Вашего уровня подготовки.

Подойдет любой уровень, но лучше максимально высокий и обзоры по теории, а не экспериментам.

Cos(x-pi/2) в сообщении #1644411 писал(а):

развитие КХД не завершено, так что полностью выводить из КХД низкоэнергетическую ядерную физику люди ещё не умеют.

Статей даже в Q1-Q3 журналах море и океаны.
Наверняка как-то умеют, но не пока не всё. Однако как найти такие работы, вот вопрос.

[Geen]

Divergence в сообщении #1644414 писал(а):

Однако общая теории относительности, используется во многих практически важных приложениях, включая навигацию космических аппаратов, геодезию, и др.

Вас кто-то обманул.

[Divergence]

Geen в сообщении #1644416 писал(а):

Вас кто-то обманул.

Ссылку то гляньте, хоть ей и 15 лет.

[Geen]

Divergence в сообщении #1644417 писал(а):

Ссылку то гляньте, хоть ей и 15 лет.

Да я её лет 15 назад и смотрел...

[пианист]

Divergence в сообщении #1644402 писал(а):

не философствуйте про мосты и атомы

Каков вопрос, таков и ответ.

Divergence в сообщении #1644402 писал(а):

сошлитесь на опубликованные современные теоретические обзоры

Чего ради бы я стал это делать? Объясните сперва, зачем Вам это надо.