核結構

物質結構的一個重要層次，核結構的研究包括研究原子核的組成、組成原子核的粒子之間的相互作用和這些粒子在原子核內的運動規律。原子核的結構對於原子核的變化起著決定性的作用。通過研究核結構的各類實驗數據，為核能的利用提供了可靠的基礎；核結構的知識又為物質結構的其他領域提供了借鑒。

簡史 1911年英國物理學家E.盧瑟福在 α散射實驗中發現了原子核的存在；1932年，J.查德威克又發現了中子；接著，W.K.海森伯提出了原子核是由質子和中子（統稱為核子）組成的概念。這是核結構研究的第一個階段。1935年日本物理學家湯川秀樹提出核力的介子交換理論以及後來發展較快的量子力學理論，使人們對原子核結構的認識不斷深入。

方法 核結構研究的依據及出發點是核物理實驗，包括原子核的自發衰變和裂變的實驗以及核反應實驗。

理論上，只要知道了核子之間的相互作用、核內的核子所滿足的運動方程，並能求解這一運動方程，原則上就可以得到原子核的性質以及各種實驗觀測量。實際上，由於種種不確定的因素，還不能做到這一點，而只能從分析實驗出發，提出核結構的模型理論(見核模型)。

核結構研究中基本問題的研究現狀 核力 核力是核子與核子之間的相互作用力。對於核力基本性質的研究是核物理學中的一個基本問題。核力主要是強烈的吸引作用，它是一種短程力，其力程約為10-13 厘米；核力還具有飽和性，一個核子只能與鄰近的有限幾個核子相作用；核子之間的作用具有交換性、電荷無關性等等。關於核力的本質及其作用勢的最終形式是當前物理學中沒有完全解決的問題。當前核物理中所使用的核力，基本上是唯象的或建立在單玻色子交換基礎上的半唯象的形式，由巴黎的科學家提出的“巴黎力”是當前普遍使用的一種半唯象核力。

粒子物理學的發展指出，核子是由三個夸克組成的，夸克之間是通過交換膠子而發生作用的。從下一層次的結構出發，認為核力是由夸克及膠子的交換而引起的。認識核力的本質是當前核力研究的一個新動向。

運動方程 在原子物理學中，薛定諤方程是描述原子中電子運動的正確方程；在原子核範圍內，薛定諤方程對於描述原子核內核子的運動基本上也是適用的。最新的研究表明，對許多核現象的描述，需要使用狄喇克方程。相對論動力學是當前核結構研究的一個動向。

多體問題 原子核是一個多體系統，它包括幾個到二三百個核子。它不像原子那樣具有一個處於支配地位的核心──原子核，它也不像固體那樣具有相當多的粒子。對於原子核這樣一個多體系統的嚴格求解，仍然是一個懸而未決的問題。

當前，對於原子核內是否只要考慮質子與中子的自由度也產生了疑問。有跡象表明，對某些核現象，還需要明顯地引入π介子、核子激發態等新的自由度(非核子自由度)。