Los neutrones (y protones) ser fermiones de espín 1/2, debe caber antisimétrica wavefunctions. Esta "función de onda" no siempre implican las ondas, aunque. Para los nucleones - el término genérico para los neutrones o protones de esta función de onda para el par es un producto de (1) un espaciales parte, (2) un spin parte, y (3) un isospin parte.
El isospin parte es una forma inteligente para describir cargo posibilidades de lo contrario idéntico partículas. Consideramos que los neutrones y protones como estar en un sentido idéntico. Sólo como un spin 1/2 partícula puede estar "arriba" o "abajo" a lo largo de algunos elegido eje, por lo que es un isospin 1/2 partícula puede estar "arriba" o "abajo" a lo largo de una matemática abstracta eje - es exactamente el mismo que SU(2) matemáticas como un spin - pero se juega en la realidad física como de carga. Para los nucleones no +1/2 y -1/2 carga, pero con un desplazamiento, por lo que tenemos +1 (protones) y 0 (de neutrones). Esta idea es de Heisenberg en 1932.
Ahora, ¿cómo puede el global de la función de onda de un par de partículas de ser antisimétrica? Hay tres factores que, de inmediato podemos imaginar tres posibilidades: cualquier factor de ser antisimétrica con los otros dos simétrica. También podríamos tener los tres antisimétrica al mismo tiempo.
Una antisimétrica espacial de la función de onda tendría un nodo, como una atómico orbital p, como el potencial eléctrico alrededor de una antena dipolo. Este es un estado de energía más alto que un simple esférica blog, una Gaussiana. Dada la amplia gama de internuclear fuerzas, este nodal de la función de onda antisimétrica tiene más energía que si los dos nucleones sólo se quedó aparte. Esta es una cuestión de radial o angular de la energía cinética tiene que ser "cero" o algunos cuantificada valor que supera la "velocidad de escape" Para olvidar que parte de la función de onda del sistema se antisimétrica.
Por CIERTO, no nos han separado espacial wavefunctions para los dos nucleones - todo lo que uno hace, la pareja hace exactamente lo contrario, como una de dos cuerpos problema de mecánica celeste. Que la órbita de un baricentro común.
El spin parte podría ser antisimétrica. Esto es un poco complicado. Si la partícula #1 y #2, podemos escribir "UD". También hay "DU". Formamos el spin parte de la función de onda para la pareja como UD-DU. En su lugar, podríamos elegir UD+DU pero tenga en cuenta que esto es simétrica. Así están UU y DD. Sólo cómo UD-DU difiere de la UD+DU puede desconcertar a los principiantes en la mecánica cuántica, pero es importante, y es la forma de la materia física funciona si los seres humanos nos gusta o no. (Usted también puede ver donde la 'u' y 'd' quarks obtuvieron sus nombres. El quark idea surgió a lo largo de años después de isospin.)
Ni D ni U es realmente una onda o una función; están en la más justa de las filas y columnas de las matrices si se debe representar en familiar de matemáticas. De lo contrario, los físicos cuánticos lidiar con estos simbólicamente. Todavía la jerga es "función de onda" - nos tonto de los seres humanos y nuestro primitivo lenguaje científico!
Las mismas matemáticas se aplica para isospin. Pero la física es diferente. Hemos llegado a la conclusión de que la distribución espacial de la parte del sistema de la función de onda debe ser simétrico, por lo que toca a la vuelta de la parte o el isospin parte antisimétrica. Pero no tanto! Si las tiradas son simétricas son paralelas. Este es experimentalmente el caso - el Deuteron (obtiene mediante la destilación de "agua pesada" de agua), por lo que podemos deducir que el isospin parte es antisimétrica. Es decir, debemos tener una isospin "arriba" y un isospin "abajo" - neutrón y un protón, no dos neutrones o dos protones.
Por qué deben los espines de los dos nucleones ser paralelo? La fuerza fuerte la celebración de juntas - el intercambio de pions, kaons y otros mesones - funciona mejor en ese caso. Para explicar que lleva a un análisis más profundo de lo que yo puedo entrar aquí. Cuando los giros son antiparalelas, no hay suficiente fuerza para evitar que los nucleones juntos.
Este sería el caso, se trate de empujar dos neutrones. Sería tanto isospin "hasta" por lo tanto simétrica isospin parte de la función de onda, por lo tanto, requiere una antisimétrica spin parte, lo que conduce a la pions y sus compinches no conseguir un buen agarre en la neutrones, que deriva de ir sus caminos separados.
