ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
раздел физики,
посвящённый изучению структуры атомного ядра, процессов радиоактивного
распада и механизма ядерных реакций. Придавая этому термину более
общий смысл, к Я. ф. часто относят также физику элементарных частиц.
Иногда
разделами Я. ф. продолжают считать направления исследований, ставшие самостоятельными
ветвями техники, напр, ускорит, технику (см. Ускорители заряженных частиц),
ядерную энергетики. Исторически Я. ф. возникла ещё до установления
факта существования ядра атомного. Возраст Я. ф. можно исчислять
со времени открытия радиоактивности.
Канонизированного деления совр. Я.
ф. на более узкие области и направления не существует. Обычно различают
Я. ф. низких, промежуточных и высоких энергий. К Я. ф. низких энергий относят
проблемы строения ядра, изучение радиоактивного распада ядер, а также исследования
ядерных реакций, вызываемых частицами с энергией до 200 Мэв. Энергии
от 200 Мэв до 1 Гэв наз. промежуточными, а св. 1 Гэв -
высокими.
Это разграничение в значит, мере условно (особенно деление на промежуточные
и высокие энергии) и сложилось в соответствии с историей развития ускорит,
техники. В совр. Я. ф. структуру ядра исследуют с помощью частиц высоких
энергий, а фундамент, свойства элементарных частиц устанавливают в результате
исследования радиоактивного распада ядер.
Обширной составной частью Я. ф. низких
энергий является нейтронная физика, охватывающая исследования взаимодействия
медленных нейтронов с веществом и ядерные реакции под действием нейтронов
(см. Нейтронная спектроскопия). Молодой областью Я. ф. является
изучение ядерных реакций под действием многозарядных ионов. Эти реакции
используются как для поиска новых тяжёлых ядер (см. Трансурановые элементы),
так
и для изучения механизма взаимодействия сложных ядер друг с другом. Отдельное
направление Я. ф.- изучение взаимодействия ядер с электронами и фотонами
(см. фотоядерные реакции). Все эти разделы Я. ф. тесно переплетаются
друг с другом и связаны общими целями.
В Я. ф. (как и во всей совр. физике)
существует резкое разделение эксперимента и теории. Арсенал эксперимент,
средств Я. ф. разнообразен и технически сложен. Его основу составляют ускорители
заряж. частиц (от электронов до многозарядных ионов), ядерные реакторы,
служащие
мощными источниками нейтронов, и детекторы ядерных излучений,
регистрирующие
продукты ядерных реакций. Для совр. ядерного эксперимента характерны большие
интенсивности потоков ускоренных заряж. частиц или нейтронов, позволяющие
исследовать редкие ядерные процессы и явления, и одновременная регистрация
неск. частиц, испускаемых в одном акте ядерного столкновения. Множество
данных, получаемых в одном опыте, требует использования ЭВМ, сопрягаемых
непосредственно с регистрирующей аппаратурой (см. Ядерная спектроскопия).
Сложность
и трудоёмкость эксперимента приводит к тому, что его выполнение часто оказывается
посильным лишь большим коллективам специалистов.
Для теоретич. Я. ф. характерна необходимость
использования аппаратов разнообразных разделов теоретич. физики: классич.
электродинамики,
теории
сплошных сред, квантовой механики, статистической физики, квантовой
теории поля. Центр, проблема теоретич. Я. ф.- квантовая задача о движении
мн. тел, сильно взаимодействующих друг с другом. Теорией ядра и элементарных
частиц были рождены и развиты новые направления теоретич. физики (напр.,
в теории сверхпроводимости,
в теории химич. реакции), получившие
впоследствии применение в др. областях физики и положившие начало новым
математич. исследованиям (обратная задача теории рассеяния и её применения
к решению нелинейных ур-ний в частных производных) и др. Развитие теоретич.
и эксперимент, ядерных исследований взаимозависимо и тематически связано.
Стоящие перед Я. ф. проблемы слишком сложны и лишь в немногих случаях могут
быть решены чисто теоретич. или эмпирич. путём. Я. ф. оказала большое влияние
на развитие ряда др. областей физики (в частности, астрофизики и физики
твёрдого тела) и др. наук (химии, биологии, биофизики).
Прикладное значение Я. ф. в жизни совр.
общества огромно, её практические приложения фантастически разнообразны
- от ядерного оружия и ядерной энергетики до диагностики и терапии
в медицине (см. Радиология). Вместе с тем (и это является специфической
особенностью Я. ф.) она остаётся той фундамент, наукой, от прогресса к-рой
можно ожидать выяснения- глубоких свойств строения материи и открытия новых
общих законов природы.
Лит. см. при ст. Ядро атомное.
И. С. Шапиро.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я