四、原子核的宇称和统计性

         原子核是由中子和质子组成的体系,其总宇称应该等于所有核子的内禀宇称与轨道宇称的乘积。已知质子和中子的内禀宇称为偶宇称,所以原子核的宇称决定于它所包含的核子的轨道宇称。原子核内每个核子可以近似看作是在由其他核子提供的中心力场中独立运动,所以它们的波函数必定可以写为

                  ,          (19-15)

式中A是归一化系数。可以由上式证明,每个核子的波函数的宇称为(-1)l,即决定于轨道量子数的奇偶性。所以原子核的总宇称决定于核内所有核子的轨道量子数li的总和,若用P表示原子核的宇称,则可写为

                          .                   (19-16)

         在强相互作用和电磁相互作用中宇称是守恒的,具体地说,就是在原子核反应和光子的发射与吸取等过程中,系统的总宇称不会由偶性变为奇性,也不会由奇性变为偶性,即反应前系统的总宇称等于反应后系统的总宇称。宇称守恒曾经被认为是普遍规律。李政道和杨振宁于1957年指出,在弱相互作用中宇称可能不守恒。这一重大发现经吴健雄等在 的 b衰变实验中得到证实。

         统计性是表示,在全同性粒子系统中,当粒子交换时系统波函数所表现出的对称性。在全同性费米系统中,当任意两个粒子互换时,描述系统的波函数将要改变符号,这称为交换反对称;在全同性玻色系统中,当任意两个粒子互换时,描述系统的波函数符号不变,这称为交换对称。质量数为奇数的原子核是费米子,服从费米-狄拉克统计;质量数为偶数的原子核是玻色子,服从玻色-爱因斯坦统计。

       
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