СВЯЗАННОЕ СОСТОЯНИЕ

СВЯЗАННОЕ СОСТОЯНИЕ

       

состояние системы ч-ц, при к-ром их относит. движение происходит в ограниченной области пр-ва (явл. финитным) в течение длит. времени по сравнению с характерными для данной системы периодами. Природа изобилует С. с.: от звёздных скоплений и макроскопич. тел до микрообъектов — молекул, атомов, ат. ядер. Многие т. н. элем. ч-цы (адроны), по-видимому, являются С. с. более фундам. ч-ц материи — кварков.

Для образования С. с. необходимо наличие сил притяжения, по крайней мере между частью ч-ц системы на нек-рых расстояниях между ними. Для стабильных С. с. масса системы меньше суммы масс составляющих её ч-ц; разность Dm между ними определяет энергию связи системы: ?св=Dmc2.

В класс и ческой механике С. с. описываются финитными решениями ур-ний движения системы, когда траектории всех её ч-ц сосредоточены в ограниченной области пр-ва. Пример — задача Кеплера о движении ч-цы (или планеты) в поле тяготения. В классич. механике система из двух притягивающихся ч-ц всегда может образовать С. с. Если область расстояний, на к-рых ч-цы притягиваются, отделена энергетич. потенциальным барьером от области, в к-рой они отталкиваются (рис.), то ч-цы также могут образовывать стабильные С. с.

Пример зависимости потенц. энергии U от расстояния r между ч-цами, иллюстрирующий существование областей стабильных и квазистабильных связанных состояний. Стабильные связанные состояния лежат в области энергий ?<0 (меньших значения V при г®?); им соответствуют дискр. уровни энергии. При ?>0 стабильных связанных состояний не существует, однако в области 0время жизни к-рых определяется вероятностью туннельного перехода через потенц. барьер и может быть (особенно для ч-ц большой массы) весьма велико. Для макроскопич. тел (движение к-рых описывается законами классич. механики) стабильные связанные состояния могут иметь любую энергию в области U0

В квантовой механике, в отличие от классической, для образования С. с. ч-ц необходимо, чтобы потенц. энергия притяжения и радиус действия сил были достаточно велики (см. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА, НУЛЕВАЯ ЭНЕРГИЯ). Кроме того, в потенц. яме типа изображённой на рис. из-за возможности вылета ч-ц из области притяжения вследствие туннельного эффекта не образуется стабильных С. с., если энергия ч-цы больше потенц. энергии на бесконечности. Однако если вероятность туннельного перехода мала (в классич. пределе она равна нулю), то ч-ца в такой потенц. яме может находиться достаточно длит. время (по сравнению с периодами движения в яме). Поэтому наряду со стабильными С. с. существуют нестабильные (мета- или квазистабильные) С. с., к-рые с течением времени распадаются. Напр., нестабильными С. <с. по отношению к a-распаду или (и) делению явл. ядра нек-рых тяжёлых элементов.

В крайне релятив. случае, когда энергия связи системы сравнима с энергией покоя её ч-ц, решение проблемы С. с. требует привлечения квант. теории поля (КТП). Точного решения такой задачи в совр. КТП не существует; нек-рые из развиваемых приближённых методов позволяют одинаковым образом рассматривать как стабильные, так и нестабильные адроны, включая резонансы.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

СВЯЗАННОЕ СОСТОЯНИЕ

- состояние системы частиц, при к-ром относит. <движение частиц происходит в ограниченной области пространства (являетсяфинитным) в течение длит. времени по сравнению с характерными для даннойсистемы периодами. Природа изобилует С. с.: от звёздных скоплений и макроскопич. <тел до микрообъектов - молекул, атомов, атомных ядер. С. с. являются имногие из т. н. элементарных частиц (см. Кварки).

Для образования С. с. необходимо наличие сил притяжения по крайней меремежду нек-рыми частицами системы на нек-рых расстояниях между ними. ДляС. с. масса системы меньше суммы масс составляющих её частиц; разность между ними определяет энергию связи системы:

В классической механике С. с. описываются финитными решениями ур-нийдвижения системы, траектории всех частиц системы сосредоточены в ограниченнойобласти пространства. Примером может служить задача Кеплера о движениичастицы (или планеты) в поле тяготения. В классич. механике система издвух притягивающихся частиц всегда может образовать С. с. Если областьрасстояний, на к-рых частицы притягиваются, отделена энергетич. барьером(потенциальным барьером) от области, в к-рой они отталкиваются, то частицытакже могут образовывать стабильные С. с.

В квантовой механике, в отличие от классической, для образования С. <с. частиц необходимо, чтобы потенциальная энергия притяжения и радиус действиясил были достаточно велики (см. Потенциальная яма, Нулевая энергия). Кроме того, в потенциальной яме типа изображённой на рис. из-за возможностивылета частиц из области притяжения вследствие туннельного эффекта необразуется стабильных С. с., если энергия частицы больше потенциала набесконечности. Однако, если вероятность туннельного перехода мала (в классич. <пределе она равна нулю), то частица в такой потенциальной яме может находитьсядостаточно длительное время (по сравнению с периодами движения в яме).Поэтому наряду со стабильными С. с. существуют нестабильные (метастабильные, <или квазистабильные) С. с., к-рые с течением времени распадаются. Напр.,нестабильными С. с. по отношению к -распаду или (и) делению являются ядра нек-рых тяжёлых элементов.

Зависимость потенциальной энергии U от расстояния r между частицами. <Стабильные связанные состояния лежат в области энергий , им соответствуют дискретные уровни энергии системы. При стабильные связанные состояния не существуют, однако в области ,где U _б - высота потенциального барьера, при некоторых могут существовать квазистабильные связанные состояния, время жизни которыхопределяется вероятностью туннельного перехода через потенциальный барьери может быть (особенно для частиц большой массы) весьма велико. Для макроскопическихтел связанные состояния могут иметь любую энергию в области

В крайне релятивистском случае, когда энергия связи системы сравнимас энергией покоя частиц системы, решение задачи С. с. требует привлечения квантовой теории поля (КТП). Точного решения такой задачи в совр. <КТП не существует; нек-рые из развиваемых приближённых методов позволяютодинаковым образом рассматривать как стабильные «элементарные» частицы, <так и нестабильные, включая резонансы. В. Я. Файнберг.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.