Wstęp do Fizyki Jądra Atomowego i cząstek elementarnych
VI. WZBUDZENIA JĄDER. Model powłokowy. Deformacje
Jan Królikowski
krolikow@fuw.edu.pl, pok. 123 w Pawilonie IPJ
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Obserwujemy złożone widma gamma
W rożnych reakcjach jądrowych
obserwujemy powstanie i deekscytację jąder wzbudzonych. Widać kolektywne deekscytacje jader np. widma rotacyjne i oscylacyjne.
Struktura poziomów energetycznych jest bardziej złożona niż dla widm atomowych.
2 J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Cząstek Elementarnych IIIr. ind.
Jądra magiczne
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Cząstek Elementarnych IIIr. ind. 4
Przejścia gamma- reguły wyboru
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Zachowanie momentu pędu
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Cząstek Elementarnych IIIr. ind. 6
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Widać, ze niektóre jadra mają energie wiązania
wyższe niż jadra sąsiednie.
Analogia do atomów gazów szlachetnych mających zamknięte powłoki elektronowe.
Energia wiązania na nukleon B/A
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Cząstek Elementarnych IIIr. ind. 8
Model powłokowy
Założenia podstawowe:
– Model jednocząstkowy: nukleon porusza się w polu średnim pozostałych nukleonów; zaniedbujemy inne oddziaływania między nukleonami.
– Istotną rolę odgrywa sprzężenie magnetyczne LS; słabe dla atomów (ΔE 10 -5 ) w jądrze bardzo ważne.
Sukcesy MP dla jader blisko jąder magicznych.
Dla jąder z wieloma nukleonami poza
zamkniętymi powłokami trzeba uwzględniać (resztkowe) oddz. międzynukleonowe
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Trochę formalizmu
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Cząstek Elementarnych IIIr. ind. 10
Trochę formalizmu cd.
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Trochę formalizmu cd.
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Cząstek Elementarnych IIIr. ind. 12
Wybór potencjału
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Oddziaływanie spin-orbita
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Cząstek Elementarnych IIIr. ind. 14
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Cząstek Elementarnych IIIr. ind. 16
Jądra zdeformowane i super zdeformowane
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Modele złożone
uwzględniają strukturę powłokową, efekty parowania i klastrowania nukleonów,
zjawiska kolektywne takie jak oscylacje i rotacje całych jader oraz gigantyczny
rezonans dipolowy.
Obliczenia są bardzo czasochłonne.
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Cząstek Elementarnych IIIr. ind. 18
Energia kwantowych rotatorów
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
2 2
2 2
2
4 2 2
1
2 2
4 6
2 2
4
rot
J J
rot rot
J J J J
L J(J )
E J
( J )
E E J E J
E E E
Równoodległe poziomy
energetyczne, zależne od momentu pędu i momentu bezwładności
jądra.
J+2 J J+6 J+4 J+8
J parzyste bo
symetria obrotowa
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Cząstek Elementarnych IIIr. ind. 20
Stosunek półosi 2:1
Wzbudzanie obrotów jąder
może nastąpić np. w wyniku
peryferycznego zderzenia dwóch ciężkich jąder.
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Nuklidy: stabilne, znane, nieznane
J. Królikowski: Wstęp do Fizyki Jądra i
Cząstek Elementarnych IIIr. ind. 22