Nükleer Spin

Bir çekirdeğin toplam açışal momentumu genel olarak “I” sembolü ile gösterilir ve nükleer spin olarak adlandırılır.  Bir atomda bulunan elektronlar için ise , elektron spini ve yörünge açışal momentumu...

Bir çekirdeğin toplam açışal momentumu genel olarak “I” sembolü ile gösterilir ve nükleer spin olarak adlandırılır.  Bir atomda bulunan elektronlar için ise , elektron spini ve yörünge açışal momentumu birbirinden farklı iki kavramdır ve bunların toplamı,  toplam açışal momentumu verir. Fakat çekirdek çoğu zaman özgün açışal momentum  I’ ya sahip tek varlık  gibi davranır.  Her bir nükleer spine , çevresindekilerle manyetik etkileşme sağlayan bir  nükleer manyetik moment eşlik eder.

Tek proton ve nötronların nükleer spini , ½ spin ve buna eşlik eden manyetik momentle  elektronun spinine benzerlik gösterir.  Manyetik momentleri elektronununkinden çok daha küçüktür. Proton ve nötronların çekirdek içerisinde bir arada olduğu durum ise çok daha komplikedir.

Bir arada bulunan proton ve nötronların (bunlar fermiyondur) karakteristiktik bir özelliği şöyledir : kütle numarası A ‘nın   tek sayı olan çekirdekler buçuklu spine ve çift  sayı olanlar ise tam sayı spine  sahiptir. Nükleonların (proton ,nötron) açışal momentumunun çiftler oluşturmaya meyilli olduğu fikri , çift Z(proton) ve N(nötron)’ye sahip tüm çekirdeklerin nükleer spininin I =0 olması ile desteklenir.  Örneğin , aşağıda bulunan Fe çekirdeği (demir) nükleer data tablosunda , çift sayıda nötron ve protona sahip tüm çift A’ya sahip çekirdeklerin spini I = 0 ’dır. Tek sayı A’ya  ve buçuklu spine sahip olan çekirdekler , bu spinin tek sayı nötron sayısından kaynaklandığını gösterir.

 

Z
A
Atomik
kütle (u)
Nükleer
kütle(GeV/c2
Bağlanma 
Enerjisi(MeV)
Spin
Doğal
çokluk
Yarılanma
Ömrü
Işıma
Q
MeV
26
54
53.939613
50.2315
471.77
0
0.059
stable
26
55
54.938296
51.1618
481.07
3/2
2.7y
EC
0.23
26
56
55.934939
52.0902
492.26
0
0.9172
stable
26
57
56.935396
53.0221
499.91
1/2
0.021
stable
26
58
57.933277
53.9517
509.96
0
0.0028
stable
26
60
59.934077
55.8154
525.35
0
1.5My
b-
0.24

 Nükleer Manyetik Moment

Bir çekirdekte her bir nükleer spine eşlik eden bir manyetik moment ve buna eşlik eden bir açışal momentum vardır. Çoğu zaman bu manyetik momentler , elektronun spin manyetik momenti ve yörünge açışal momentumuna paralel bir şekilde açıklanır.

Elektron için manyetik momentler Bohr magneton’ u adı verilen bir birimle ifade edilir. Bohr  magneton’ u açışal momentumun kuantize olmasından türetilir.

Genel olarak deneylerde ölçülen nicelik manyetik momentin z bileşenine orantılıdır(uygulanan manyetik alanın yönündeki bileşen).  Bu durumda “gyro-manyetik oran” ve ya “g-faktörü” adı verilen bir nicelik kullanılır. Yörünge için g-faktörü gL = 1, fakat elektron spini için g-faktörü gS = 2 ‘dir.

Çekirdek için olan durumda da buna paralel bir durum takip edilir. Nükleer manyetik moment nükleer spin cinsinden gösterilir ve bu durumda nükleer magneton adı verilen yeni bir birim tanıtılır.

I =1/2 spine sahip serbest proton ve nötronlar için manyetik momentler şu şekildedir :

Burada proton icin g = 5.5856947  ve nötron icin g = -3.8260837 +/- 0.0000018

 

2014 yılında yapılan bir direk ölçümde protonun manyetik momenti 2.792847350 nükleer magneton olarak ölçüldü(Mooser et al,Nature,May 29,2014).

Protonun g faktörü elektronun g faktörü  gS =2 ‘den çok daha büyüktür. Yükü olmayan nötronun bile büyük bir manyetik momenti vardır. Nötron için bu durum kendisinin toplam yükü sıfır eden yüklü parçacıklardan oluştuğunu gösterir. Daha önce protonun g faktörünün g =2 ve nötronun g faktörünün g =0 olduğu tahmin ediliyordu .  Fakat bu rakamların ölçülen değerlerden farklı olması kuark yapısının var olduğunu  işaret etti.

 

 

Kaynak : http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Nuclear/nspin.html

resim : https://fbarradass.wordpress.com/2012/01/02/cuidadito-con-las-analogias-1/

Kategori
BÜLTENFizikTeori

Dr.Atac lisans eğitimini Karadeniz Teknik Üniversitesinde aldı. Doktora derecesini 2017 yılında Temple Üniversitesinde, Coulomb Sum Rule adı verilen Deney üzerinde çalışarak elde etti. Şu an aynı üniversitede proton yarıçapı deneyi üzerine post-doktora yapmaktadır. Atac ayrıca Fizik Akademisi’nin kurucusudur.

Henüz Yorum Yok

Cevap Yaz

*

*

ETKİNLİKLER
Oca
30
Sal
2018
all-day ICEP 2018: 20. Uluslararası Çevr... @ The President Hotel
ICEP 2018: 20. Uluslararası Çevr... @ The President Hotel
Oca 30 – Oca 31 all-day
ICEP 2018: 20. Uluslararası Çevre Fiziği Konferansı @ The President Hotel | İstanbul | Türkiye
ICEP 2018 20. Uluslararası Çevre Fiziği Konferansı 30-31 Ocak 2018 tarihleri arasında İstanbul’da gerçekleştirilecek. Konferansta akademik çalışmalar yürüten bir çok uluslararası araştırmacının bir araya gelmesi ve yaptıkları araştırmaları  paylaşmaları amaçlanmaktadır. Konferans hakkında daha fazla bilgiye ekte verilen web sitesinden ulaşılabilir.
Nis
24
Sal
2018
all-day 8. APMAS 2018 Uygulamalı Fizik v... @ Ölüdeniz Convention Center
8. APMAS 2018 Uygulamalı Fizik v... @ Ölüdeniz Convention Center
Nis 24 – Nis 30 all-day
8. APMAS 2018 Uygulamalı Fizik ve Malzeme Bilimlerindeki Uluslararası Gelişmeler Konferansı @ Ölüdeniz Convention Center | Ölüdeniz Belediyesi | Muğla | Türkiye
24-30 Nisan 2018 tarihleri arasında Ölüdeniz’de gerçekleştirilecektir.  APMAS 2018’de uluslararası araştırmacı ve mühendislerin malzeme bilimleri ve uygulamalı fizik alanında yaptıklarım araştırma ve yenilikleri sunması beklenmektedir.  Daha fazla bilgiye ekte verilen konferans web sitesinden ulaşabilirsiniz.  
TWİTTER


ÜYE OL

Sitemize Üye olarak yeni yazılarımızı emailinize günlük alabilirsiniz

Kayıt olduğunuz için teşekkür ederiz

Bir şeyler yanlış gitti

Benzer Yazılar