Изотопический эффект: физика и приложение

Современная физика выделяет три фундаментальных свойств атомного ядра: это - масса, спин (и связанный с ним магнитный момент) и объём (сила взаимодействия с окружением), через которые проявляется суть изотопического эффекта. С единой точки зрения проанализировано проявление изотопического эффекта в ядерной, атомной (молекулярной) и физике твердого тела и впервые описаны новые и перспективные приложения изотопов в том числе в квантовой информации. Подробно обсуждается феноменологическая необходимость введения спина и получение его как следствие решения релятивистского уравнения Дирака электрона. Указаны непоследовательности этого уравнения в описании спина адронов - протонов и нейтронов. Отмечены трудности Cтандартной Модели в описании - распада нейтронов (ядер) и описании спектра масс, равно как и сверхлинейная зависимость изотопического эффекта от массы изотопов в твердом теле. Кратко обсуждается важность учета нулевых колебаний в перенормировке энергетической структуры твердого тела. Подчеркивается, что широкий набор уникальных характеристик изотопов делает их одним из самых перспективных материалов для нанонауки и нанотехнологии, особенно в создании квантовых процессоров.