5.10 Атомне ядро

Головна ／ Розділ 5: Мікроскопічні частинки

Атомне ядро — це самопідтримувана мережа з нуклонів — протонів і нейтронів. У межах Теорії енергетичних філаментів (EFT) кожен нуклон постає як «замкнений пучок філаментів», що зберігає стійкість власними силами. Зближення нуклонів забезпечують коридороподібні смуги тензорного зв’язування, які навколишнє енергетичне море прокладає спонтанно вздовж найвигіднішого за енергією шляху. Пакети крутильних і «зморшкуватих» хвиль, що біжать цими смугами, виявляються як «глюоноподібний образ» (на схемі позначено жовтим). Така картина узгоджується з усіма спостережуваними величинами звичної фізики, але робить твердження «ядерна сила походить від залишкової сильної взаємодії» наочним через тензорні коридори та перез’єднання.

I. Що таке ядро (нейтральний опис)

• Ядро складається з протонів і нейтронів.
• Кількість протонів визначає хімічний елемент; на ілюстраціях Теорії енергетичних філаментів червоний нуклон означає протон, чорний — нейтрон.
• Різні елементи й ізотопи мають відмінні кількість і розклад нуклонів у мережі. Протій (гідроген-1) — особливий випадок: ядро — це один протон без міжнуклонних смуг зв’язування.

Побутова аналогія: уявіть кожен нуклон ґудзиком із «замками». Енергетичне море спонтанно «тче» ощадну стяжку між двома близькими ґудзиками й з’єднує їх. Така стяжка і є тензорною смугою зв’язування.

II. Чому нуклони «притягуються»: тензорні смуги зв’язування

• Коли близькі тензорні ландшафти двох нуклонів накладаються «обличчям до обличчя», енергетичне море обирає шлях із найменшою вартістю та «замикає» коридор, що з’єднує пару — смугу, яка перекидається через нуклони.
• Смуга — це не нитка, «витягнута» з нуклона; це колективна відповідь середовища, якірована у «портах» на поверхні нуклона.
• Фаза та потік, що поширюються смугою, проявляються як глюоноподібний образ, який позначають малими жовтими овалами.

Аналогія: легкий пішохідний місток сам собою випинається між двома берегами; жовті точки, що біжать ним, — це «трафік».

III. Чому спостерігаємо «відштовхування зблизька — притягання на середніх відстанях — зникання далеко»

• Відштовхування зблизька. Коли осердя нуклонів підходять надто близько, близькотекстурне поле різко стискається; зсувна вартість в енергетичному морі зростає стрибком — еквівалент жорсткоядерного відштовхування.
• Притягання на середніх відстанях. За помірної відстані тензорна смуга мінімізує сумарну вартість і дає відчутне зв’язування.
• Зникання далеко. Поза ядерною шкалою смуга вже не замикається спонтанно; притягання швидко слабшає, і залишається хіба що слабка, майже ізотропна «мілка ядерна западина».

Аналогія: дві пласкі магнітні пластини штовхаються надто зблизька, є найстійкішими з невеликим зазором і вже не «чіпляються», коли відстань велика.

IV. Оболонки, магічні числа та спарювання

• Оболонки. За геометричних і тензорних обмежень нуклони спершу займають «низьковартісні кільця». Коли кільце заповнюється, інтегральна жорсткість стрибком зростає — слід магічних чисел.
• Спарювання. Протилежні спіни та узгоджена хіральність краще нівелюють близьку текстуру, що дає енергію спарювання.
• Спостережувані зв’язки. Магічні числа та спарювання формують систематичні сходинки енергетичних рівнів і регулярності ядерних спектрів.

Аналогія: театр із концентричними рядами. Коли ряд заповнюється, уся зала стабілізується; сусідні «спаровані» місця менше хитаються.

V. Деформація, колективні коливання та кластеризація

• Деформація. Якщо частина кілець недозаповнена або зовнішні зв’язки нерівномірні, форма ядра трохи відхиляється від кулі — видовжується чи сплющується.
• Колективні коливання. Мережа смуг підтримує загальні «дихальні» та «гойдалкові» моди, що відповідають низькоенергетичним колективним збудженням і гігантським резонансам.
• Кластеризація. У легких ядрах, коли смуги між кількома нуклонами особливо міцні, виникають локальні підструктури — наприклад альфа-кластери.

Аналогія: барабанна мембрана, натягнута в багатьох точках, може хвилюватися всією площиною й водночас відгукуватися на локальні удари; разом це і створює тембр.

VI. Ізотопи та «долина стабільності»

• Для одного елемента зміна кількості нейтронів змінює ефективність балансування й топологію смуг, а отже і стабільність.
• Надто мало або надто багато нейтронів залишає в мережі позиції, що «не замикаються щільно»; система самокоригується через процеси на кшталт бета-розпаду, прямуючи до стабільніших співвідношень.
• Більшість стабільних нуклідів лежать поблизу долини стабільності.

Аналогія: міст починає гойдатися, якщо опор замало або забагато. Тому ритм ферм і схема тросів мусять узгоджуватися для стійкості.

VII. Енергетичний баланс злиття легких ядер і поділу важких

• Злиття. Дві малі «містові сітки» з’єднуються у більшу й ощаднішу; зекономлені довжина й натяг коридорів вивільняються як випромінювання та кінетична енергія.
• Поділ. Надто складна мережа розпадається на два компактніші підмережжя, що теж зменшує загальну довжину коридорів і вивільняє енергію.
• Обидва процеси — це перерахуно́к загальної довжини та натягу смуг у всій мережі.

Аналогія: зв’язати дві малі сіті в одну ефективну або розділити перетягнуту велику на дві доречні — в обох випадках «економимо мотузку».

VIII. Типові та особливі випадки

• Протій (гідроген-1): ядро з одного протона без міжнуклонної смуги.
• Гелій-4: «мінімальне повне кільце» з чотирьох нуклонів із великою жорсткістю.
• Область заліза: у середньому «коридорна бухгалтерія» на нуклон найекономніша, тож сукупна стабільність найбільша.
• Гало-ядра: кілька нейтронів далеко виходять назовні, мов тонка мантія навколо мережі осердя.

IX. Паралелі з усталеною картиною

• «Ядерна сила від залишкової сильної взаємодії» ↔ «тензорні смуги зв’язування, перекинуті через нуклони».
• «Обмін глюонами» ↔ «потоки пакетів крутильних/зморшкуватих хвиль усередині смуг».
• «Відштовхування близько — притягання посередині — зникання далеко» ↔ «зсувна вартість осердя — оптимальний коридор — згладжування дальнього поля».
• «Оболонки, магічні числа, спарювання, деформація, колективні моди» ↔ «ємність кілець, сходинки заповнення, узгодження орієнтацій, геометрія мережі та коливання».

X. Підсумовуючи

Атомне ядро — це мережа, у якій нуклони — це вузли, а тензорні смуги зв’язування — ребра. Стійкість, деформації, спектри рівнів і джерела енергії «читаються» з цієї мережі: з геометрії вузлів, сумарної довжини й натягу смуг і з того, як енергетичне море пружно повертає мережу до рівноваги після збурень. Ця матеріалізована картина не змінює жодного встановленого факту; вона тільки розкладає їх на видимішому енергетичному реєстрі, уніфікуючи мислення від гідрогену до урану і від злиття до поділу.

XI. Примітки до рисунка (схема; реальні ядра залежать від елемента)

1. Піктограми нуклонів
   • Товсті чорні співцентрові кільця зображують замкнену, самопідтримувану структуру; малі внутрішні квадрати й дуги позначають фазове зчеплення та близьку текстуру.
   • Два черговані візерунки кілець розрізняють протон і нейтрон:
     a) Протон (червоний на рисунку): переріз із текстурою «сильніше назовні, слабше всередині».
     b) Нейтрон (чорний): комплементарний переріз; внутрішня й зовнішня смуги зануляють сумарну електричну полярність.
2. Смуги над кількома нуклонами (широкі, напівпрозорі)
   • Широкі дуги, що з’єднують сусідні нуклони, — це тензорні смуги зв’язування, які у звичних термінах відповідають «трубкам кольорового потоку»/залишковій сильній взаємодії.
   • Це не нові самостійні сутності; вони постають із перез’єднання та подовжень власних смуг нуклонів — найбільш енергоощадних каналів, які енергетичне море «вирізає» на ядерній шкалі.
   • Перехрестя смуг утворюють трикутно-«стільникову» мережу — геометричну причину притягання на середніх відстанях і насичуваності (кожен нуклон підтримує лише обмежену кількість зв’язків і кутових розподілів).
   • Жовті овали (глюоноподібний образ): розташовані попарно або безперервно вздовж кожної смуги, позначають глюоноподібні потоки.
3. Мілка ядерна западина та ізотропія (зовнішнє кільце стрілок)
   • Кільце малих стрілок навколо показує осереднений за часом, майже ізотропний мілкий ядерний басейн (масоподібний образ).
   • Близьке поле має напрямну текстуру; далеке поле, після «відбою» енергетичного моря, згладжується до квазісферичності.
4. Світла центральна зона
   Багато смуг збігаються в центрі, виявляючи інтегральну жорсткість; тут зароджуються риси оболонок/магічних чисел і тут найлегше збуджуються колективні коливання (гігантські резонанси).