原子核的基本性质
看清全同核子统计差异，掌握宇称守恒条件与破缺机制，建立核能级量子数的完整描述
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原子核的基本性质
看清全同核子统计差异，掌握宇称守恒条件与破缺机制，建立核能级量子数的完整描述
核子的自旋与分类
上一页认识了原子核由质子和中子组成。现在进入量子层面：它们各自携带怎样的内禀角动量？这个量又决定了它们属于哪一类粒子。
硬币静止后只能正面或反面朝上，m_s 也只能在 +1/2 和 −1/2 之间二选一
费米子与玻色子
上一页我们知道了核子自旋是 1/2。但这「1/2」不是个普通数字，它把微观粒子劈成了两个阵营——边界就画在「整数 vs 半整数」这条线上。
自习室每桌限一人对应泡利不相容；广场舞越整齐人越多越有劲对应玻色凝聚
统计规律与核性质的关系
从核子总数 A 出发，按奇偶分支推导统计类型。奇数走左路，偶数走右路，两条路径互不交叉。
偶偶核与奇A核的统计差异
上一节我们看到核子是费米子，但当它们组成原子核后，整核的统计行为还与质量数 A 的奇偶密切相关。这背后是核子配对机制在起作用。
成对抵消旋转，落单舞者决定整组转动方向
什么是宇称
上一节我们用波函数的对称性区分了费米子和玻色子。现在换另一种对称性：把坐标 r 整体反演成 -r，波函数会变成什么样？这就是宇称要回答的问题。
翻一次是正面→反面（P̂），再翻一次又回正面（P̂²=1），所以本征值只能取 ±1。
奇宇称与偶宇称
沿箭头读：从 ψ(x) 出发做反演，比较 ψ(-x) 与 ψ(x) 的关系，分支出偶宇称或奇宇称。
核宇称的确定方法
上次我们区分了奇偶宇称。现在拿到一个具体的核——比如 ¹⁷O——它的宇称到底是正是负？答案要把每个核子贡献的'符号'乘起来。
每核子贡献 ±1，全乘起来；偶数个 -1 抵消变 +，奇数个则总为 -
宇称守恒与宇称破缺
强弱电磁三种作用力对宇称的态度截然不同，混为一谈会错过弱力的革命性发现。
- 强相互作用、电磁相互作用中成立
- 镜像下物理过程完全相同
- 宇称是好量子数，能级有确定宇称
- 哈密顿量与宇称算符对易 [H,P]=0
- 弱相互作用中不成立
- 镜像下衰变方向不同（吴健雄 Co-60 实验）
- 宇称不再是严格好量子数，能级发生混合
- 哈密顿量与宇称算符不对易
核能级与基态激发态
前页讲完宇称，其实默认了一个前提：核有确定的、分立的能量状态。这正是核物理最基础也最反直觉的图像——核不是一团能任意调温的混沌汤，而是一栋有明确楼层的大楼。
楼层离散——只能站整数楼；越低越稳，γ 光子就是从高层落回低层时发出的'响声'
核能级图
从下往上读：能级由低到高；实线箭头是γ跃迁，虚线表示高激发态级联退激到集体带。
核能态的激发方式
上页能级图里那些横线代表激发态——可原子核是怎么'爬'上去的？三条主要途径：外来撞击、衰变副产物、光子直接激发。
外推=核反应；衰变带能留下=α/β衰变；光子撞=γ吸收
能级寿命与跃迁概率
上页我们用各种手段把核推到高能态，但能态不会永远待着——问题是要多久才掉下来？有的 10⁻¹⁵ 秒就释放能量，有的却能撑过 10⁹ 年，差距为什么如此悬殊？
主楼梯宽（允许跃迁）下楼快；被堵死后只能挤窄缝（禁戒跃迁），被困在楼层的时间就拉长
核心概念自测
某奇A核的最后一个中子处于 f₇/₂ 轨道（l=3, j=7/2），其他核子两两配对。该核基态的自旋宇称 J^π 最可能是？
课后思考
先合上笔记，自己想完再翻参考答案——问题比答案更有价值。
参考答案不矛盾。偶偶核内的费米子两两配对，整体表现出类似「准玻色子」的行为，因此更稳定——这是统计性质在多体层面的涌现。
参考答案可能是寿命过长（同质异能态）、被自旋或宇称选择定则禁戒，或 α/β 通道压制了 γ 通道。
参考答案不能。宇称守恒在强相互作用与电磁相互作用中仍严格成立，「失效」仅限弱作用；守恒定律本身就有适用边界。