§ 7. КВАДРУПОЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОМЕНТ ЯДРА

Помимо магнитных моментов атомные ядра обладают еще и электрическими моментами, которые зависят от распределения заряда в ядре.

На рис. 13, а изображен обычный электрический диполь, момент которого Диполь может быть также образован системой различно заряженных частиц, в целом имеющей ненулевой заряд. Если центр тяжести системы не совпадает с центром заряда, то в электрическом поле такая система обладает свойством диполя и будет ориентироваться по направлению поля. Дипольный момент ядра (рис. 13,б) мог бы быть равен если характеризует отклонение центра симметрии заряда от центра тяжести ядра. В действительности у ядер дипольный момент отсутствует, это означает, что центр тяжести носителей зарядов—протонов, совпадает с центром тяжести протонов и нейтронов. Иными словами, протоны и нейтроны в ядрах перемешаны достатоточно равномерно.

Однако многие ядра имеют так называемый квадрупольный момент, которым, например, обладает система, изображенная на рис. 14, в и Он возникает вследствие нарушения сферической

Рис. 14. Возникновение квадрупольного электрического момента ядра: а — система зарядов; не обладающая квадрупольным моментом; б - ядро с нулевым квадрупольным моментом; в — ядро с положительным квадрупольным моментом; г - ядро с отрицательным квадрупольным моментом

симметрии распределения зарядов. Квадрупольный электрический момент при сферически симметричном распределении зарядов (рис. 14,б) равен нулю.

Положительный знак квадрупольного момента означает, что распределение зарядов вытянуто в направлении спина (рис. 14,в). Отрицательный знак квадрупольного момента означает, что сфероид сплющен в направлении спина (рис. 14,г). Эти отклонения от сферического распределения заряда в ядре не превышают 10% величины радиуса ядра.

Определить квадрупольный момент можно из сверхтонкой структуры по кулоновскому возбуждению ядер и другими методами. Знание его дает дополнительные сведения о строении ядра. Наличие квадрупольного момента у дейтона также свидетельствует о нецентральности ядерных сил.

Большинство тяжелых ядер имеет сильно вытянутую форму, но все ядра с сферически симметричны.