Massidefekt

Massidefekt (ka massikadu) on materiaalset süsteemi moodustavate alasüsteemide vabaolekumasside summa ja süsteemi kogumassi vahe. Massidefekt tuleneb massi ja energia ekvivalentsusest $E_{0}=mc^{2}$.

Massidefekti väärtus oleneb süsteemi siduvatest jõududest. Aatomituumas on on see jõud seoseenergia

$E_{\mathrm {se} }=\Delta m\,c^{2},$

kus $\Delta m$ on massidefekt ja $c$ valguse kiirus.

Aatomituuma massidefekt, väljendub kõigi tuuma nukleonite (prootonite ja neutronite) summaarse massi ja tuuma tegelikult mõõdetava (alati väiksema) massi erinevusena:

$\Delta m=Zm_{p}+Nm_{n}-m(Z,N),$

kus

$Z$ ja $N$ on vastavalt neutronite prootonite arv;

$m_{p}$ ja $m_{n}$ on vastavalt vabaolekus prootonite ja neutronite mass;

$M(Z,N)$ on tuuma mass.

See massikadu $\Delta m$ vastab aatomituuma moodustumisel vabanevale seoseenergiale, mis väljub tekkivast seotud süsteemist elektromagnet- või, neutriinokiirgusena või gravitatsioonienergiana.

Praktikas ei määrata massidefekti mitte isoleeritud aatomituuma, vaid pigem vastava nukliidi kogu laenguta aatomi, seega aatommassi kohta. Sellel on eksperimentaalsed põhjused: täielikult ioniseeritud, s.t “paljaid” aatomituumasid on raske saada ja käsitleda, sest nende kõrge positiivne elektrilaeng haarab kohe keskkonnast elektrone.

Osakesi moodustavate kvarkide korral põhjustavad massidefekti kvarke siduvad tugeva vastastikmõju jõud ja see on suurusjärgult võrreldav kvarkide seisumassiga. Kosmoseobjektide korral põhjustab massidefekti peamiselt gravitatsioonijõud. Näiteks Päikese gravitatsiooniline massidefekt on suurusjärgus 10^–6 Päikese kogumassist.

Massidefekti mõiste võttis 1927. aastal kasutusele Francis William Aston pärast seda, kui ta avastas 1919. aastal esimesena, et aatomituumad on kergemad kui nende oletatavad tuumaosakesed kokku.

Vaata ka

• Seoseenergia