Միջուկ_(ատոմ)
Հատկություններ
Միևնույն կարգաթիվ ունեցող, բայց զանգվածի թվով (հետևաբար և նեյտրոնների թվով) տարբերվող միջուկները կազմում են միևնույն քիմիական տարրի իզոտոպները։ Օրինակ` թթվածինն ունի մի քանի իզոտոպներ՝ 16O, 170, 18O են։ Հայտնի են տարբեր տարրերի 1200-ից ավելի իզոտոպներ, որոնց մեծ մասն ստացվում արագացուցիչներում և միջուկային ռեակտորներում ընթացող զանազան միջուկային ռեակցիաների ժամանակ։ Միևնույն A, բայց տարբեր Z և N ունեցող միջուկները կոչվում են իզոբար միջուկներ կամ իզոբարներ (օրինակ, *gC, ^N,t^Օ), իսկ միևնույն N, բայց տարբեր A և Z ունեցողները՝ իզոտոններ (օրինակ, He, Li,Be)։ Հազվադեպ հանդիպում են այնպիսի միջուկներ, որոնց Z-ը, N-ը և A-ն նույնն են, սակայն կիսատրոհման պարբերությունները՝ տարբեր, դրանք կոչվում են իզոմերներ (տես Իզոմերիա միջուկային)։ Միջուկի պրոտոնների միջև, բացի միջուկային ուժերից (ուժեղ փոխազդեցություն), գործում են նաև էլեկտրական (կուլոնյան)վանողական ուժեր, որոնք ձգտում են տրոհել միջուկը։ Միջուկի կայունությունը բնութագրվում է կապի էներգիայով կամ մեկ նուկլոնին բաժին ընկնող կապի տեսակարար էներգիայով։ Վերջինս միջին տարրերի դեպքում մոտավորապես հավասար է 8 ՄԷվ-ի և փոքրանում է ամենաթեթև ու ամենածանր միջուկների համար, այն, ընդհանուր առմամբ, տարբեր է նաև միևնույն միջուկի նեյտրոնների և պրոտոնների համար։ Առավել կայուն են այն միջուկները, որոնք պարունակում են զույգ թվով պրոտոններ և զույգ թվով նեյտրոններ։ Համեմատաբար պակաս կայունություն են ցուցաբերում զույգ-կենտ և կենտ-զույգ միջուկները, իսկ ամենակայունը կենտ-կենտ միջուկներն են։ Այն միջուկները, որոնք պարունակում են 2, 8, 20, 50, 82 և 126 պրոտոն կամ նեյտրոն, ցուցաբերում են առանձնահատուկ կայունություն։ Այդ թվերը և համապատասխան միջուկները կոչվում են «մոգական»։ Կայուն միջուկներն ունեն նեյտրոնների և պրոտոնների թվերի որոշակի հարաբերություն՝ N/Z․ թեթև տարրերի համար N/Z^l կամ որ նույնն Է՝ A/2^2։ A-ի մեծացման հետ N/Z հարաբերությունն աճում է և ամենածանր միջուկների համար դառնում ~1,6։ Տվյալ տարրի այն իզոտոպները, որոնք ունեն կայունության պայմանից ավել կամ պակաս թվով նեյտրոններ, անկայուն են և ռադիոակտիվ տրոհման (բետա-տրոհում, ալֆա-տրոհում) հետևանքով որոշակի ժամանակամիջոցից՝ կիսատրոհման պարբերությունից հետո ի վերջո ինքնակամ վերածվում են կայուն միջուկների։ Ծանր միջուկները (Z>84) տրոհվում են նաև ճեղքման հետևանքով (տես Միջուկի ճեղքում)։ Երբ միջուկները բախվում են տարրական մասնիկների կամ այլ միջուկների հետ, առաջանում են գրգռված կամ բաղադրյալ միջուկներ, որոնք անորշությունների առնչությամբ որոշվող ժամանակահատվածներից հետո տրոհվում են գամմա-ճառագայթմամբ կամ այլ ճանապարհով։ Բացի վերոհիշյալ մեծություններից, միջուկի վիճակը նկարագրվում է նաև որոշակի բնութագրական մեծություններով կամ քվանտային թվերով։ Դրանցից է միջուկի սեփական մեխանիկական մոմենտը՝ սպինը(I), որը հավասար է միջուկը կազմող նուկլոնների ուղեծրային անկյունային մոմենտների և սպիների երկրաչափական գումարին։ Կենտ A-ով չգրգռված միջուկների սպինը կենտ է (միավորը Պլանկի հաստատունի կեսն է՝ l/2)։ Միջուկի կարևոր բնութագրերից է մագնիսական մոմենտը (տես Միջուկային մոմենտներ), որը չափվում է միջուկային մագնետոններով և համեմատական է միջուկի սպինին։ Մագնիսական մոմենտը պայմանավորված է միջուկում պրոտոնների շարժումով, պրոտոնների և նեյտրոնների սեփական մագնիսական մոմենտներով։ Որոշ միջուկներ ունեն քվադրուպոլ Էլեկտրական մոմենտ (Q)․ որը ցույց է տալիս, թե էլեկտրական լիցքի բաշխումը տվյալ միջուկում որքանով է տարբերվում գնդային սիմետրիայից։ Զույգ-զույգ միջուկների I=n=Q=0։ Միջուկների կարևոր քվանտային թվերից են նաև իզոտոպ սպինը, որը հավասար է բաղադրյալ նուկլոնների իզոտոպ սպիների վեկտորական գումարին, զույգությունը են։ Միջուկների չափերը, ինչպես նաև դրանցում էլեկտրական լիցքի և մագնիսական մոմենտի բաշխումը՝ ֆորմ ֆակտորները, փորձնականորեն ամենից լավ որոշվում են միջուկներից բարձր էներգիայի էլեկտրոնների առաձգական ցրման ժամանակ։ Արդի միջուկային ֆիզիկայում միջուկների հատկությունների նկարագրման համար օգտագործվում են տարբեր միջուկային մոդելներ, որոնցից ամենատարածվածը կաթիլային, թաղանթային և ընդհանրացված մոդելներն են։ Կաթիլային մոդելի օգնությամբ Ն․Բորը և Ցա․ Ֆրենկելը բացատրել են միջուկների ճեղքման և միջուկային որոշ ռեակցիաների մեխանիզմը։ Թաղանթային մոդելը հաջողությամբ մեկնաբանում է միջուկների էներգետիկ մակարդակները և ճշգրիտ բացատրում «մոգական» միջուկների կայունությունը, այնպես ինչպես իներտ գազերի քիմիական իներտությունը բացատրվում է լրացված էլեկտրոնային թաղանթներով։ Ընդհանրացված մոդելը ոչ միայն ընդհանրացնում է կաթիլային և թաղանթային մոդելների հիմնական հատկությունները, այլև թույլ է տալիս կատարել նոր կանխագուշակումներ։ Բարձր էներգիաների ֆիզիկայում տարրական մասնիկների և միջուկների փոխազդեցության նկարագրության համար երբեմն օգտվում են միջուկի օպտիկական մոդելից, որը միջուկը դիտարկում է իբրև որոշակի բեկման ցուցիչ և կլանման գործակից ունեցող մի համասեռ գունդ։ Միջուկային բոլոր մոդելներն էլ մոտավոր բնույթ ունեն և աշխատանքային վարկածների դեր են կատարում։ Մինչդեռ միջուկների առավել կարևոր հատկությունների հետևողական բացատրությունը, հիմնված ֆիզիկական ընդհանուր սկզբունքների և նուկլոնների փոխազդեցության վերաբերյալ հայտնի տվյալների վրա, մնում է արդի ֆիզիկայի չլուծված հիմնական պրոբլեմներից մեկը։