Modelos Nucleares Colectivos

Los modelos colectivos describen el movimiento coordinado de muchos nucleones, capturando rotaciones, vibraciones y deformaciones nucleares que los modelos de una sola partícula no pueden explicar por sí solos.

Definition

Los modelos nucleares colectivos describen las excitaciones del núcleo que implican el movimiento correlacionado de muchos nucleones, como la rotación y la vibración de una forma nuclear deformada, complementando la imagen de una sola partícula del modelo de capas.

Scope

Este tema abarca las descripciones del núcleo en su conjunto, desde el modelo de gota líquida temprano hasta el modelo colectivo de Bohr y Mottelson que trata las rotaciones y vibraciones superficiales de los núcleos deformados. Trata las bandas rotacionales y su espaciado energético característico, las excitaciones vibracionales, la aparición de deformación nuclear permanente lejos de las capas cerradas y la unificación de los grados de libertad colectivos y de una sola partícula.

Core questions

• ¿Cuándo los núcleos se deforman permanentemente en lugar de ser esféricos?
• ¿Cómo aparecen las excitaciones rotacionales y vibracionales en los espectros nucleares?
• ¿Cómo se concilian los movimientos colectivos y de una sola partícula en una sola descripción?
• ¿Qué revela el patrón de niveles de energía sobre la forma nuclear?

Key concepts

• Deformación nuclear
• Bandas rotacionales
• Excitaciones vibracionales
• Momento de inercia del núcleo
• Momentos cuadrupolares
• Acoplamiento del movimiento colectivo y de una sola partícula

Key theories

Modelo colectivo de Bohr-Mottelson

Bohr y Mottelson describieron las excitaciones nucleares de baja energía como rotaciones y vibraciones de una superficie nuclear deformada, unificando el movimiento colectivo con la estructura de capas subyacente de una sola partícula.

Espectros de gota líquida y rotacionales

Los núcleos deformados exhiben bandas rotacionales cuyas energías escalan con el momento angular en un patrón característico, mientras que los núcleos casi esféricos muestran secuencias de niveles vibracionales.

Clinical relevance

Los modelos colectivos explican los espectros de los núcleos deformados en toda la carta de núclidos, informan la interpretación de la espectroscopia de rayos gamma y los estados de alto espín, y se conectan con la comprensión de la fisión como una deformación colectiva de gran amplitud del núcleo.

History

Rainwater sugirió en 1950 que los núcleos podrían estar permanentemente deformados, y Aage Bohr y Ben Mottelson desarrollaron esto en un modelo colectivo cuantitativo a principios de la década de 1950 que describía las rotaciones y vibraciones nucleares y las vinculaba al modelo de capas. Su imagen unificada del movimiento nuclear individual y colectivo les valió a Bohr, Mottelson y Rainwater el Premio Nobel de Física de 1975.

Key figures

• Aage Bohr
• Ben Mottelson
• James Rainwater

Seminal works

• bohr1953
• boharmottelson1969

Frequently asked questions

¿Qué es una banda rotacional?

Una banda rotacional es una secuencia de niveles de energía nuclear que surge de la rotación de un núcleo deformado, con energías que aumentan en un patrón regular relacionado con el momento angular, de manera muy similar a los niveles rotacionales de una molécula.

¿Todos los núcleos muestran comportamiento colectivo?

Las rotaciones colectivas son más pronunciadas en núcleos alejados de las capas cerradas, donde los núcleos están deformados. Los núcleos cercanos a los números mágicos tienden a ser esféricos y se describen mejor mediante el movimiento de una sola partícula.