汤川势 :汤川势

更新时间:2023-11-17 16:24

汤川势在日本物理学家汤川秀树介子推理论中提出,又称Yukawa势,用以描述核子之间的短程相互作用。提出者汤川秀树是日本第一位获得诺贝尔物理学奖的物理学家。

汤川势

20世纪30年代,日本物理学家汤川秀树在他的介子理论中提出汤川势,又称Yukawa势,用以描述核子之间的短程相互作用.

在粒子与原子物理学中,汤川势具有如下形式:

其中,是粒子相互作用的耦合常数,是作用粒子的质量,是粒子周围某点到粒子的径向距离,是另一个常数,表示核力作用范围.

电磁学中的库仑势是汤川势在 项恒为1的特殊情况,即,这也表明了光子的静质量为0(因为电磁相互作用通过交换光子产生).

介子场和费米子场相互作用时,常数 就等于两个场之间的耦合常数. 对于核力而言,两个相互作用的费米子可以是一个光子和另一个光子或中微子. 根据量子场论,描述核力的介子场的势函数正比于介子的波函数,从一个核子发出的介子的波函数是球面波,具有 的形式,为波数. 由此我们可以推得到核子间的吸引势正比于,即汤川势,可见核力作用范围即介子波函数的一个波长.

短程力

根据公式 可知,汤川势 对应的作用力为

可见,随着 增大,在急剧减小. 在大于几倍 的区域,已可以忽略不计,所以它是短程力.

注释

关于指数的表达形式,在不同文献中可能会有细微差别:

1. 由于波数,故有些文献上给出的表达式是,也就是说正文第一个表达形式 中的常数

2. 自然单位制中,规定,故有些文献上给出的表达式是 .

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