Modelo de capas nuclear

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En física, el modelo de capas nuclear es una teoría creada para describir la estructura interna del núcleo y una dinámica para los nucleones. Es muy parecido al planteado para el caso de la corteza electrónica —el modelo de capas electrónico— .En el caso de los electrones, teníamos partículas idénticas que se agrupaban en capas de números cuánticos espaciales distintos (n,l). El número de electrones permitidos en cada capa venía impuesto por el principio de exclusión de Pauli para fermiones. Los número cuánticos asociados vienen como resolución de la ecuación de Schrödinger para un potencial coulombiano (~ 1/r) y centrífugo.

En el caso nuclear, tendremos fermiones (los nucleones) en un potencial nuclear. Estos nucleones tendrán un número cuántico adicional, el isospín, cuya proyección nos dirá si el nucleón se trata de un protón o un neutrón.

Al añadir nucleones a un núcleo, existen ciertas configuraciones en las que la energía de enlace nuclear del siguiente nucleón es significativamente menor que la anterior. Mediante observación, se conocen ciertos números mágicos de nucleones que están más estrechamente vinculados que el número de orden superior. Los siete números más reconocidos desde 2007 son:

2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 (sucesión A018226 en OEIS)

Este es el origen del modelo de capas.

La diferencia clave con el caso de los electrones, es que no basta con un modelo de partículas independientes y la elección del potencial de interacción es clave para la resolución del espectro de energías. El potencial más usual, es el potencial de Wood-Saxon, pero la resolución de la ecuación de Shröedinger se hace no analítica.

El primer modelo de capas fue propuesto por Dmitry Ivanenko (junto con E. Gapon) en 1932. El modelo fue desarrollado en 1949 a partir de los trabajos desarrollados independientemente por parte de varios físicos; en particular Eugene Paul Wigner, Maria Goeppert-Mayer y J. Hans D. Jensen, quien compartió en 1963 el Premio Nobel de Física por sus contribuciones.

Bibliografía[editar]

  • Eisenberg, J.M. and Greiner, W. (1975). Nuclear models. 

Véase también[editar]