Modello nucleare a shell: differenze tra le versioni

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[[File:Shells.png|thumb|right|I livelli a bassa energia in nel modello nucleare a shell con un oscillatore potenziale senza interazione orbita-spin. Il numero a destra di un livello indica la sua degenerazione, gli interi nei riquadri indicano i numeri magici]]

In [[fisica nucleare]] e [[chimica nucleare]], il '''modello nucleare a shellguscio''' è un [[Modello fisico|modello]] del [[nucleo atomico]] che usa il [[principio di esclusione di Pauli]] per descrivere la struttura del nucleo in termini dei livelli energetici<ref>[{{cita web|url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nuclear/shell.html |titolo=Nuclear Shell Model] </ref>.!--creato Il primo modello a shell fu propostoautomaticamente, da [[Dmitryricontrollare Ivanenko]]manualmente (insieme a E. Gapon) e quindi sviluppato nel 1949 a seguito del lavoro indipendente di altri fisici, tra i quali in particolare [[Eugene Wigner]], [[Maria Goeppert-Mayer]]->|lingua= e|data= [[J.|accesso= Hans D}}</ref>. Jensen]] ai quali venne congiuntamente assegnato il [[premio Nobel per la fisica]] nel 1963 per il loro lavoro in questo campo.

Il primo modello a gusco fu proposto da [[Dmitry Ivanenko]] (insieme a E. Gapon) e poi sviluppato nel [[1949]] a seguito del lavoro indipendente di altri fisici, tra i quali in particolare [[Eugene Wigner]], [[Maria Goeppert-Mayer]] e [[J. Hans D. Jensen]] ai quali venne congiuntamente assegnato il [[premio Nobel per la fisica]] nel [[1963]] per il loro lavoro in questo campo.

Il modello a shell del nucleo è parzialmente analogo al [[modello atomico a shell]] che descrive la disposizione degli [[elettrone|elettroni]] in un atomo, in particolare la configurazione di "shell piena" ha particolare stabilità. In modo analogo quando un [[nucleone]] (un [[protone]] o un [[neutrone]]) viene aggiunto al nucleo si osserva che ci sono delle situazioni in cui l'energia di legame di un nucleo successivo è significativamente più bassa della precedente. Questa osservazione è stata caratterizzata con l'espressione "[[numero magico (fisica)|numeri magici]]", ovvero le configurazioni contenenti 2, 8, 20, 28, 50, 82 o 126 nucleoni risultavano particolarmente più stabili di quelle contenenti un nucleone in più. Il modello a shell del nucleo si basa su questo fatto sperimentale.

== Descrizione ==

Si noti che le shell esistono sia per i protoni che per i neutroni separatamente, così che si può parlare di "nucleo magico" quando uno dei due tipi di nucleoni raggiunge un numero magico e di "nuclei doppiamente magici" quando lo sono entrambi. Date alcune variazioni nel riempimento degli orbitali i numeri magici massimi sono 126 e {{Citazione necessaria|184}} per i neutroni ma solo 114 per i protoni. Sono stati trovati dei numeri semimagici, in particolare Z=40<ref>{{en}} [http://www.halexandria.org/dward472.htm Articolo] sul "modello nucleare a shell" in cui sono riportati i riempimenti delle shell per vari elementi. URL consultato il 4 luglio 2011.</ref>, 16 potrebbe essere un ulteriore numero magico<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=Ozawa|nome=A.|cognome2=Kobayashi|nome2=T.|cognome3=Suzuki|nome3=T.|cognome4=Yoshida|nome4=K.|cognome5=Tanihata|nome5=I.|titolo=New Magic Number, N=16, near the Neutron Drip Line|rivista=Physical Review Letters|volume=84|numero=24|pagine=5493|anno=2000|pmid=10990977|doi=10.1103/PhysRevLett.84.5493|bibcode=2000PhRvL..84.5493O}}</ref>.

Il modello a shell del nucleo è parzialmente analogo al [[modello atomico a shell|modello atomico a guscio]] che descrive la disposizione degli [[elettrone|elettroni]] in un atomo, in particolare la configurazione di "shellguscio pienapieno" ha particolare stabilità. In modo analogo quando un [[nucleone]] (un [[protone]] o un [[neutrone]]) viene aggiunto al nucleo si osserva che ci sono delle situazioni in cui l'energia di legame di un nucleo successivo è significativamente più bassa della precedente. Questa osservazione è stata caratterizzata con l'espressione "[[numero magico (fisica)|numeri magici]]", ovvero le configurazioni contenenti 2, 8, 20, 28, 50, 82 o 126 nucleoni risultavano particolarmente più stabili di quelle contenenti un nucleone in più. Il modello a shell del nucleo si basa su questo fatto sperimentale.

Questa osservazione è stata caratterizzata con l'espressione derogatoria "[[numero magico (fisica)|numeri magici]]", ovvero le configurazioni contenenti 2, 8, 20, 28, 50, 82 o 126 nucleoni risultavano particolarmente più stabili di quelle contenenti un nucleone in più. Il modello a guscio del nucleo si basa su questo fatto sperimentale.

Si noti che lei shelllivelli “a guscio” esistono, secondo il modello, sia per i protoni che per i neutroni separatamente, così che si può parlare di "nucleo magico" quando uno dei due tipi di nucleoni raggiunge un numero magico e di "nuclei doppiamente magici" quando lo sono entrambi. Date alcune variazioni nel riempimento degli orbitali i numeri magici massimi sono 126 e {{CitazioneSenza necessariafonte|184}} per i neutroni ma solo 114 per i protoni. Sono stati trovati dei numeri semimagici, in particolare Z=40<ref>{{en}} [http://www.halexandria.org/dward472.htm Articolo] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180227011419/http://www.halexandria.org/dward472.htm |data=27 febbraio 2018 }} sul "modello nucleare a shell" in cui sono riportati i riempimenti delle shell per vari elementi. URL consultato il 4 luglio 2011.</ref>, 16 potrebbe essere un ulteriore numero magico<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=Ozawa|nome=A.|cognome2=Kobayashi|nome2=T.|cognome3=Suzuki|nome3=T.|cognome4=Yoshida|nome4=K.|cognome5=Tanihata|nome5=I.|titolo=New Magic Number, N=16, near the Neutron Drip Line|rivista=Physical Review Letters|volume=84|numero=24|paginep=5493|anno=2000|pmid=10990977|doi=10.1103/PhysRevLett.84.5493|bibcode=2000PhRvL..84.5493O}}</ref>.

Per ottenere questi numeri, il modello nucleare a shell parte da un potenziale medio al quale viene aggiunto un termine di [[interazione spin-orbita]]. Ulteriori termini empirici, dati ancora dall'accoppiamento spin-orbita nucleare (detti complessivamente "[[termine di Nilsson]]"), devono essere tuttavia aggiunti per riprodurre precisamente i dati sperimentali.

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[[Igal Talmi]] ha successivamente sviluppato un metodo per ottenere informazioni dai dati sperimentali e lo ha utilizzato per predire energie che non erano state misurate precedentemente. Questa descrizione si è poi sviluppata nel [[modello a bosoni interagenti]].

==Voci correlate==

* [[Modello a goccia]]

==Note==

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== Bibliografia ==

* {{cita libro|url=httphttps://www.amazon.com/Nuclear-Shell-Theory-Dover-Editions/dp/048643933X |titolo=Nuclear Shell Theory| nome=I. | cognome=Talmi | nome2=A. | cognome2=de-Shalit |anno=1963|editore= Academic Press, (reprinted by Dover Publications)|ISBN=0-486-43933-X| lingua=en}}

* {{cita libro|url=httphttps://www.amazon.co.uk/Simple-Models-Complex-Nuclei-Contemporary/dp/3718605503|titolo=Simple Models of Complex Nuclei: The Shell Model and the Interacting Boson Model| nome=I. | cognome=Talmi |anno=1993|editore= Harwood Academic Publishers|ISBN=3-7186-0551-1 | lingua=en}}

==Voci correlate==

* [[Modello a goccia]]

==Collegamenti esterni==

* {{en}}cita [web|http://cosmo.volya.net |Nuclear Shell Model Web Portal]|lingua=en}}

* {{en}} [httphttps://ribf.riken.jp/Lecture/Talmi-24Nov2010/ "On single nucleon wave functions"], lezione di I. Talmi (24 novembre 2010) al RIKEN Nishina Center

{{Portale|energia nucleare|meccanica quantistica}}

[[Categoria:Fisica nucleare]]