|
== নিউট্রনের ভূমিকা ==
পরমাণুর নিউক্লিয়াসের অভ্যন্তরে প্রোটন এবল নিউট্রন প্রায় একই রকম আচরণ করে। [[আইসোস্পিন]]ের প্রায় সদৃশ প্রতিসাম্যের সাপেক্ষে এই কণাগুলোকে একইভাবে গণ্য হয়, তবে ভিন্ন কোয়ান্টাম দশায় রেখে। অবশ্য এই প্রতিসাম্য সম্পূর্ণ সদৃশ নয়, কারণ পারমাণবিক বল একটি জটিল ফাংশন যা নিউক্লিয়নের প্রকার, স্পিন, বৈদ্যুতিক আধান, ভরবেগ ইত্যাদি বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের ওপর এবং বিকেন্দ্রিক বলের ওপর নির্ভরশীল। পারমণাবিক বল প্রকৃতপক্ষে নিউক্লিয়নের পারিপার্শ্বিক সবল মিথষ্ক্রিয়ার অবশিষ্টাংশ। এসব জটিলতার একটি ফল হল, একটি প্রোটন ও নিউট্রনের সমন্বয়ে তৈরি [[ডিউটেরিয়াম]] স্থিতিশীল, কিন্তু [[ডাইপ্রোটন]] বা [[ডাইনিউট্রন]] স্থিতিশীল নয়।<ref name="Schirber">{{Cite journal|journal=Physics|volume=5|page=30|year=2012|title=Focus: Nuclei Emit Paired-up Neutrons|author1=M. Schirber |url=http://physics.aps.org/articles/v5/30 |accessdate=July 24, 2016|doi=10.1103/physics.5.30|bibcode=2012PhyOJ...5...30S}}</ref> এর কারণ হচ্ছে নিউক্লিয় বল p-p বা n-n বন্ধন গঠন করার মত যথেষ্ট শক্তিশালী নয়।
The protons and neutrons that comprise an atomic nucleus behave almost identically within the nucleus. The approximate symmetry of [[isospin]] treats these particles as identical, but in a different quantum state. This symmetry is only approximate, however, and the [[nuclear force]] that binds nucleons together is a complicated function depending on nucleon type, spin state, electric charge, momentum, etc. and with contributions from non-[[central forces]]. The nuclear force is not a fundamental force of nature, but a consequence of the residual effects of the [[strong force]] that surround the nucleons. One consequence of these complications is that although [[deuterium]], a bound state of a proton (p) and a neutron (n) is stable, exotic nuclides such as [[diproton]] or [[Neutronium|dineutron]] have no stability.<ref name="Schirber">{{Cite journal|journal=Physics|volume=5|page=30|year=2012|title=Focus: Nuclei Emit Paired-up Neutrons|author1=M. Schirber |url=http://physics.aps.org/articles/v5/30 |accessdate=July 24, 2016|doi=10.1103/physics.5.30|bibcode=2012PhyOJ...5...30S}}</ref> The nuclear force is not sufficiently strong to form either p-p or n-n bound states, or equivalently, the nuclear force does not form a [[potential well]] deep enough to bind these identical nucleons.
স্থিতিশীল নিউক্লিয়াসে প্রোটন ও নিউট্রন সংখ্যা প্রায় কাছাকাছি হয়ে থাকে। যেমন [[কার্বন-১২]] (<sup>12</sup>C) ছয়টি নিউট্রন ও ছয়টি প্রোটন দিয়ে গঠিত। কিন্তু প্রোটনের সংখ্য বৃদ্ধি পেলে সমধর্মী চার্জের কারণে [[কুলম্বের সূত্র]] অনুসারে তাদের মধ্যে বিকর্ষণও বৃদ্ধি পায়। নিউট্রনসমূহ প্রোটনসমুহকে পৃথক রেখে এই বিকর্ষণ হ্রাস করার মাধ্যমে নিউক্লিয়াসের স্থায়িত্বে ভূমিকা রাখে। তবে পারমাণবিক সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে স্থায়িত্বের জন্য প্রয়োজনীয় নিউট্রনের সংখ্যা দ্রুততর হারে বৃদ্ধি পেতে থাকে। যেমন সবচে ভারী স্থায়ী মৌল [[সীসা#আইসোটোপ|সীসা]] (Pb) এর পরমাণুতে প্রোটন সংখ্যার চেয়ে অনেক বেশি নিউট্রন অবস্থিত: <sup>206</sup>Pb নিউক্লিয়াসে ''Z'' = ৮২ এবং ''N'' = ১২৪। তাই স্থায়িত্ব উপত্যকা ''Z'' = ''N'' রেখা থেকে বিচ্যুত হয়ে যেতে শুরু করে, যখন ''A'' > ৪০ (''Z'' = ২০ হল [[ক্যালসিয়াম]])।<ref name="Byrne" /> বিটা স্থায়িত্ব রেখায় প্রোটন সংখ্যা বৃদ্ধির চাইতে নিউট্রন সংখ্যা বৃদ্ধির হার বেশি।
Stable nuclides require approximately equal numbers of protons and neutrons. The stable nuclide [[carbon-12]] (<sup>12</sup>C) is composed of six neutrons and six protons, for example. Protons have a positive charge, hence within a nuclide with many protons there are large repulsive forces between protons arising from the [[Coulomb's law|Coulomb force]]. By acting to separate protons from one another, the neutrons within a nuclide play an essential role in stabilizing nuclides. With increasing atomic number, even greater numbers of neutrons are required to obtain stability. The heaviest stable element, [[Isotopes of lead|lead]] (Pb), has many more neutrons than protons. The stable nuclide <sup>206</sup>Pb has ''Z'' = 82 and ''N'' = 124, for example. For this reason, the valley of stability does not follow the line ''Z'' = ''N'' for A larger than 40 (''Z'' = 20 is the element [[Isotopes of calcium|calcium]]).<ref name="Byrne" /> Neutron number increases along the line of beta stability at a faster rate than atomic number.
বিটা স্থায়িত্ব রেখা নিউট্রন-প্রোটন অনুপাতের একটি ঢাল অনুসরণ করে। স্থায়িত্ব উপত্যকার এক পাশে এই অনুপাত ক্ষুদ্র, যেখানে প্রোটনের সংখ্যা নিুট্রনের সংখ্যার চেয়ে অতিরিক্ত। এই নিউক্লাইডগুলো সাধারণত β<sup>+</sup> ক্ষয় বা ইলেক্ট্রন হস্তান্তর এর কারণে অস্থায়ী। এই ক্ষয় নিউক্লাইডগুলোকে অধিকতর স্থায়ী নিউট্রন-প্রোটন অনুপাতে পৌঁছে দেয়। অপরপক্ষে স্থায়িত্ব উপত্যকার অপর পাশে β<sup>−</sup> ক্ষয় দ্বারা নিউক্লাইডগুলো অধিকতর স্থায়ী অবস্থানে পৌঁছায়।
The line of beta stability follows a particular curve of [[neutron–proton ratio]], corresponding to the most stable nuclides. On one side of the valley of stability, this ratio
is small, corresponding to an excess of protons over neutrons in the nuclides. These nuclides tend to be unstable to β<sup>+</sup> decay or electron capture, since such decay converts a proton to a neutron. The decay serves to move the nuclides toward a more stable neutron-proton ratio. On the other side of the valley of stability, this ratio is large, corresponding to an excess of neutrons over protons in the nuclides. These nuclides tend to be unstable to β<sup>−</sup> decay, since such decay converts neutrons to protons. On this side of the valley of stability, β<sup>−</sup> decay also serves to move nuclides toward a more stable neutron-proton ratio.
== নিউট্রন, প্রোটন ও বন্ধন শক্তি ==
|
