Kernphysik
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SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Thomas Heinzel<br />
Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik, inoffizielle Mitschrift<br />
by: Christian Krause, Matr. 1956616 5 KERNKRÄFTE + KERNMODELLE<br />
= 4πr 2 |4(r)| 2 dr = 4π · |u a | 2 dr für r > r 0<br />
= 4πA 2 ae −2r/a ⇒ W (r > r 0 ) ≈ 0, 8<br />
p,n haben Abstand deutlich > r 0 , d ist nicht kugelsymmetrisch, el. Quadrupolmoment<br />
Q E (d) = 2, 86 · 10 −27 e · cm 2<br />
5.2 Proton-Neutron-Streuung<br />
(i) Niederenergetisch (s-Wellen-Streuung): z.B: Thermische Neutronen in flüssigen H 2 , Allein durch<br />
starke WW bestimmt. Keine Coulomb-Abstoßung<br />
σ erwartet: π · (5, 7fm) 2 ≈ 4, 4 · 10 −24 cm 2 = 4, 4 barn<br />
σ gemessen: ≈ 20, 3 barn, Faktor 5!<br />
Erklärung: Spinabhängigkeit des Wirkungsquerschnitts:<br />
σ n−p<br />
↑↑<br />
< σ n−p , da ↑↑ bindend, ↑↓ antibindend<br />
↑↓<br />
Kernspin: ⃗ I np = ⃗ I n + ⃗ I p :<br />
⃗I n ↑↑ ⃗ I p : I = 1, m I = 0, ±1<br />
⃗I n ↑↓ ⃗ I p : I = 0, m I = 0<br />
3 coparallele Zustände, 1 antiparalleler Zustand, alle gleich wahrscheinlich<br />
zu 75% Streuung im Triplett-Zustand, zu 25% im Singlett-Zustand<br />
σ gemessen = 3 } {{ } 4 σ ↑↑ + 1<br />
} {{ } 4 σ ↑↓ ⇒ Abschätzung von σ ↑↓ ≈ 68 barn<br />
20,3 barn<br />
4,4 barn, so.<br />
(ii) Hochenergetische Streuung:<br />
Bisher immer: dσ<br />
dΩ<br />
nimmt stark ab mit steigendem Streuwinkel<br />
Beobachtung: dσ<br />
dΩ (p − n) ≈ symmetrisch um π 2 herum?<br />
Falls Teilchen ununterscheidbar: Die beiden Prozesse liefern identische Signale<br />
1. Neutron und Proton fliegen aneinander vorbei<br />
2. Neutron und Proton werden zurückgestreut<br />
Aber: Detektor kann zwischen p, n unterscheiden → ?<br />
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