КЛА́СТЕРНАЯ МОДЕ́ЛЬ ЯДРА́

КЛА́СТЕРНАЯ МОДЕ́ЛЬ ЯДРА́ (мо­дель ну­клон­ных ас­со­циа­ций), мо­дель атом­но­го яд­ра, пред­по­ла­гаю­щая, что ну­кло­ны в яд­ре объ­е­ди­ня­ют­ся в свя­зан­ные груп­пы – кла­сте­ры. Воз­ник­ла в нач. 1930-х гг. как α-час­тич­ная мо­дель лёг­ких ядер с чёт­ным и рав­ным друг дру­гу чис­лом про­тонов и ней­тро­нов (¹²C, ¹⁶О и т. п.). Ар­гу­мен­том в поль­зу соз­да­ния К. м. я. яви­лась ано­маль­но боль­шая ус­той­чи­вость α-час­ти­цы, в ко­то­рой энер­гия свя­зи ну­кло­на со­став­ля­ет ок. 20 МэВ (по срав­не­нию с ок. 7 МэВ в боль­шин­ст­ве ядер). В пер­вых К. м.я. яд­ра изо­бра­жа­лись как гео­мет­рич. фи­гу­ры (тре­уголь­ник для яд­ра ¹²С, тет­ра­эдр для ¹⁶О и т. д.), в уг­лах ко­то­рых рас­по­ло­же­ны α-час­ти­цы.

К нач. 21 в. яв­ле­ние кла­сте­ри­за­ции ну­кло­нов хо­ро­шо ус­та­нов­ле­но экс­пе­ри­мен­таль­но. Наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны α-час­тич­ные кла­сте­ры, пред­став­ляю­щие со­бой объ­е­ди­не­ния че­ты­рёх ну­кло­нов, не обя­за­тель­но обо­соб­лен­ных про­стран­ст­вен­но. На­ли­чие кла­сте­ров в яд­ре при­во­дит к экс­пе­ри­мен­таль­но на­блю­дае­мым яв­ле­ни­ям: по­вы­ше­нию ве­ро­ят­но­сти рас­па­дов с вы­ле­том дан­ных кла­сте­ров, воз­рас­та­нию се­че­ний ре­ак­ций с пе­ре­да­чей дан­ных кла­сте­ров (напр., α-час­ти­цы в ре­ак­ции ¹²С+⁶Li→¹⁶О+²H), на­блю­де­нию ква­зи­с­во­бод­но­го рас­сея­ния ну­кло­нов на под­струк­ту­рах в яд­ре-ми­ше­ни и др.

Наи­бо­лее яр­ким при­ме­ром α-кла­стер­но­го яд­ра, луч­ше все­го от­ве­чаю­ще­го пер­вым α-час­тич­ным мо­де­лям, яв­ля­ет­ся ⁸Ве. Его ниж­ние энер­ге­тич. уров­ни со­от­вет­ст­ву­ют вра­ще­нию двух сла­бо пе­ре­кры­ваю­щих­ся α-час­тиц во­круг об­ще­го цен­тра тя­же­сти. Дру­гих со­стоя­ний (до энер­гий воз­бу­ж­де­ния ок. 17 МэВ) у дан­но­го яд­ра нет, т. е. α-час­ти­цы прак­ти­че­ски не воз­му­ще­ны. Вра­ща­тель­ные спек­тры, от­ве­чаю­щие кон­фи­гу­ра­ции «ос­тов + α-час­ти­ца» (напр., ¹⁶О+α), ус­та­нов­ле­ны и для ря­да др. лёг­ких ядер. Из­вест­ны ядер­ные со­стоя­ния, со­дер­жа­щие и бо­лее тя­жё­лые кла­сте­ры. Напр., яд­ро ²⁴Mg в не­ко­то­рых воз­бу­ж­дён­ных со­стоя­ни­ях с боль­шой ве­ро­ят­но­стью мо­жет быть пред­став­ле­но как сис­те­ма ¹²С+¹²С. Та­ко­го ро­да струк­ту­ры на­зы­ва­ют ядер­ны­ми ква­зи­мо­ле­ку­ла­ми.

Как пра­ви­ло, кла­стер­ные со­стоя­ния воз­ни­ка­ют на по­верх­но­сти ядер. Это объ­яс­ня­ет­ся тем, что сред­нее ядер­ное по­ле, сфор­ми­ро­ван­ное все­ми ну­кло­на­ми яд­ра, на его по­верх­но­сти ос­ла­бе­ва­ет. В ре­зуль­та­те т. н. ос­та­точ­ное взаи­мо­дей­ст­вие ме­ж­ду отд. ну­кло­на­ми во мно­гих слу­ча­ях ока­зы­ва­ет­ся силь­нее воз­дей­ст­вия сред­не­го ядер­но­го по­ля, что при­во­дит к груп­пи­ро­ва­нию ну­кло­нов. Од­на­ко точ­ное опи­са­ние этих эф­фек­тов мо­жет быть про­ве­де­но толь­ко в слу­чае са­мых лёг­ких ядер, т. к. тре­бу­ет ре­ше­ния за­да­чи мн. тел с учё­том ре­аль­но­го ну­клон-ну­клон­но­го взаи­мо­дей­ст­вия. В це­лом кла­стер­ные мо­де­ли яд­ра об­ла­да­ют мень­шей сте­пе­нью стро­го­сти, чем наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ные обо­ло­чеч­ная мо­дель яд­ра и обоб­щён­ная мо­дель яд­ра.