Примечания:
жирным отмечены стабильные изотопы
# — значения, предполагаемые из трендов
? — распад разрешён энергетически, но ещё не наблюдался экспериментально
( ) — неточный спин и / или чётность
Рис. 29
Рис. 30
Строение ядра следующего изотопа, водорода-5 — показано на рис. 31. Как видно, в этом ядре, часть нейтронов присоединены к нейтронам, а не непосредственно к протону. Объясняется это тем, что кварковая плотность непосредственно связанного с протоном, нейтрона — смещена к протону, и создаёт состояние нейрона с дефицитом кварковой плотности, при котором он является проводником для сил протона, стремящихся присоединить ещё один нейтрон. Т. о. в ядре атома, нейтрон (со смещённой кварковой плотностью) может связать нейтрон. Это объясняет не только существование ядер водорода-5 (а также -6 и -7), но и то, почему не наблюдается связанных состояний нейтронов вне ядра (там нет смещённой кварковой плотности, а значит, нейтрон к нейтрону уже не притягиваются).
Рис. 31
В ядре водорода-5 — можно выделить сердцевину (т. н. кор), представляющий собой ядро трития, и остальную часть этого ядра — два слабо связанных с сердцевиной, нейтрона (т. е. связанных косвенно, через нейтроны сердцевины, обладающие смещённой кварковой плотностью). Слабосвязанные (внешние) нейтроны, при этом, также связаны друг с другом, — спарены, образуя т. н. динейтрон (где спины нейтронов — взаимно противоположны, и каждый из нейтронов пары — несколько притягивает другой нейтрон, за счёт собственной смещённой кварковой плотности). Направления сил (= смещений кварковой плотности к протону) — показаны на рис. 32. (В реальности, смещается кварковая плотность также протона к нейтронам (из обоюдности притяжения протона и нейтрона), но для удобства, её можно не учитывать, кроме объяснения, например, ядра гелия-3, в котором один из протонов — связан с нейтроном косвенно).
Рис. 32. Водород-5, вид сбоку (схематично)
Ядро водорода-5 — имеет несколько большее время жизни, чем ядро водорода-4, см. табл. 1. Причина кроется в том, что все базовые положения для нейтронов (т. е. уровень минимальной энергии), в этом ядре — занят нейтронами кора (т. е. трития), и в эти положения — не могут перейти остальные (внешние) нейтроны (в отличие от ядра водорода-4). Кроме того, можно сказать, что конфигурация ядра водорода-5 несколько стабилизируется выгодой спаренных нейтронов.
Далее: Структуру следующего изотопа, водорода-6 — см. на рис. 33. В строении водорода-6, видна структура, т. н. тринейтрон, из-за которого это ядро имеет спин 2. Почему такая конфигурация ядра является выгодной, и реализуется вместо представленной на рис. 34? Дело в том, что даже при небольшом сдвиге тринейтрона (из-за квантовой неопределённости положения), в нижней половине ядра — образуется резкая асимметрия, т. е. дырка (разрывающая замыкание движения в ядре как целом + мешающая стремлению ядра к замкнутой геометрической фигуре), см. рис. 35. Сдвиг тринейтрона т. о. — оказывается запрещённым, в то время как на рис. 34, два динейтрона, имея одинаковую массу — могут отходить сочетанно (в резонансе друг с другом), и такая дырка не образуется (т. е. отход динейтронов — не запрещён, а значит, они могут отдаляться, согласно квантовой неопределённости, более далеко, и т. о. будут связаны слабее, что энергетически невыгодно). Поэтому реализуется конфигурация именно с тринейтроном (рис. 33), а её выгода — имеет квантовую природу.
Рис. 33
Рис. 34
Рис. 35
У этого механизма — есть и второй компонент: выделим в ядре водорода-6 — участок, соответствующий ядру дейтерия (образующему в этом ядре сердцевину (кор)). Нейтрон в этом ядре дейтерия (коре), находящемся в составе водорода-6 — тоже может, благодаря квантовой неопределённости координаты, отдаляться от протона. В случае наличия тринейтрона, отдаление данного нейтрона — подавлено, т. к. отдаляясь, он сдвигает тринейтрон, не сдвигая другой нижний нейтрон, а значит, образуется запрещённая дырка «внизу» ядра, см. рис. 36. Если бы вместо тринейтрона, было два динейтрона (рис. 34), отходящий нейтрон дейтерия — симметрично сдвигал бы их (а значит, оба нижних нейтрона), и дырка не образовывалась бы. В этом случае, все нейтроны в ядре оказались бы связаны с протоном слабее, что энергетически невыгодно. Поэтому опять же, реализуется конфигурация именно с тринейтроном (имеющая спин 2, = конфигурация на рис. 33).