MARKUS KLUTE: Bine ați revenit la 8.701. Așadar, în acest videoclip, vom vorbi despre modelul carcasei nucleare. Am văzut deja un model empiric interesant pentru a descrie energiile de legare nucleară - modelul picăturii lichide . Dar este scurt în descrierea tuturor aspectelor nucleului. Deci haideți să vedem ce găsim aici. În primul rând, probabil că vă amintiți modelele de cochilii din fizica atomică. Și modelele de carcasă au mare succes în descrierea hidrogenului, de exemplu. Întrebarea este, poate funcționa și pentru nucleu? La urma urmei, nucleul este un sistem cu mai multe corpuri, în comparație cu hidrogenul, unde ai un proton și un electron care circulă în jur. Nu există soluții analitice, cum ar fi ecuația Schrodinger. Nu există un centru dominant pentru o forță cu rază lungă, așa cum protonul a fost centrul dominant. Și avem forțe cu rază scurtă de acțiune cu multe perechi de nucleoni care interacționează. Și pot continua lista dificultăților. Pe de altă parte, interacțiunile sunt în medie și au ca rezultat un potențial care depinde doar de poziție, dar nu și de momentul nucleului. Și asta ne conduce, atunci, la ceea ce numim un câmp mediu nuclear. Deci, în medie, protonul și neutronul nostru din interiorul nucleului văd un potențial specific. Și îl putem folosi, apoi, parametrizat ca potențial cu un oscilator armonic și, apoi, să folosim acel model pentru a descrie nucleul nostru. Deci funcționează, de fapt, surprinzător de bine. Dar înainte de a merge acolo, ne vom uita la dovezi experimentale pentru obuze nucleare închise. Deci, din nou, iată graficul nostru al energiei de legare. Și vedeți că există acele zone aici care par a fi un fel de energii de legare mai înalte. Și se dovedește că acestea se întâmplă la așa-numitele numere magice. Numerele magice sunt 2, 8, 20, 28, 50 și 126. Deci întrebarea este acum, cum putem explica acest lucru? De unde vine asta? Deci, din nou, dovezile experimentale sunt numeroase. Constatăm că numărul de izotopi sau izotone stabili este semnificativ mai mare pentru nucleele cu numere de protoni sau neutroni sau ambele egale cu unul dintre acele numere magice. Secțiunea transversală de captare nucleară, adică probabilitatea de a capta un proton sau un neutron, este mare pentru nucleele în care lipsește exact un nucleon dintr-un număr magic. Dar este semnificativ mai mic pentru nucleele cu un număr de nucleoni egal cu numărul magic, ceea ce înseamnă că există acest concept de înveliș închis. Fie adăugăm un nucleon pentru a-l închide, fie trebuie să plătești un preț mai mare. Energia stărilor excitate pentru nucleele cu un număr de protoni sau neutroni egal cu numărul magic este semnificativ mai mare decât pentru alte nuclee. Și toate acestea sunt observații experimentale. Și probabilitățile de excitație ale primelor stări excitate sunt scăzute pentru nucleele cu numere de protoni sau neutroni sau ambele egale cu numerele magice. Momente cvadruple - nu am discutat pe larg despre acestea, dar le puteți gândi ca deformații ale nucleelor. Ele aproape dispar pentru nucleele cu numere de protoni sau neutroni egale cu numerele magice. Deci acestea sunt obiecte mai degrabă sfere. Iată o diagramă care arată sau evidențiază numerele magice duble - ca în, acestea sunt un nucleu în care atât numărul de protoni, cât și numărul de neutroni se află pe numărul magic. Deci, calciul aici are două dintre acestea, cu 20 de protoni și 20 de neutroni, sau 20 de protoni și 28 de neutroni. Și există alfa. Acestea sunt obiecte de cercetare deosebit de interesante. A existat o confuzie istorică în acest sens și a venit din faptul că, în timp ce datele experimentale au indicat numere de magie nucleară de 2, 8, 20, 28, 50 și 126, dacă te gândești doar la un potențial cu fund plat, doar un potențial plat, găsiți numere magice care sunt 2, 8, 20, 40, 70 și 112. Și acestea nu sunt de obicei în acord. Prin urmare, părea că acest model de carcasă a funcționat, dar nu chiar. Am găsit acord aici, dar apoi dezacord în partea superioară a numerelor magice. Deci ceva lipsea. Și așa că ceea ce lipsea a fost partea de rotație a discuției. Am făcut aluzie la asta în forța nucleară. Ceea ce trebuie să faceți este, dincolo de oscilatorul armonic tridimensional , trebuie să adăugați cuplarea spin-orbita la Hamiltonian. Și când faci asta, schimbi orbita astfel încât numerele magice să fie de acord cu datele experimentale. Așa că vedeți aici potențialele pentru protoni, la care se adaugă și repulsia Coulomb, și potențialul nuclear, apoi vedeți că cuplarea spin-orbita modifică ușor potențialul. În regulă. Ca o comparație aici, modelele de înveliș nuclear și atomic , doar pentru un exemplu. Și vedeți că le numim cochilii pentru că vedem că decalajele de energie dintre cochilii individuale sunt destul de mari, mult mai mari decât în ​​interiorul cochiliei. Și la fel... asta este pentru modelul atomic. Și pentru nucleu, vezi foarte asemănător. Deci, nu este atât de extins, ci încă mai mari goluri de energie atunci când treci de la o stare la alta.