Kierunki badań
Struktura jądra atomowego
Zjawisko Dopplera w fizyce jądrowej
Wstęp
W fizyce jądrowej, badanie stanów wzbudzonych i przejść między nimi stanowi klucz do zrozumienia skomplikowanej budowy jąder atomowych, które za A. Bohrem i B. Mottelsonem możemy nazwać agregatami składającymi się z dwu rodzajów cząstek: protonów i neutronów, noszących wspólną nazwę nukleonów. Najważniejszymi parametrami stanu wzbudzonego są: energia wzbudzenia E, moment pędu I, parzystość π, moment magnetyczny μ, moment kwadrupolowy Q (lub inny parametr opisujący deformację) oraz promień R. Inną grupę wielkości obserwowanych tworzą prawdopodobieństwa rozpadu
λ = | <ψf|Ô|ψi> |2
dla różnych możliwych sposobów rozpadu danego poziomu. Są one opisane przez elementy macierzowe przejść, zależne od postaci funkcji falowych dwóch stanów jądra.
W stanie podstawowym jądra, wszystkie nukleony zajmują możliwie najniższe stany energetyczne dozwolone przez zakaz Pauliego. Podobnie jak w powłoce elektronowej atomu, w normalnych warunkach istnieje jeszcze wiele leżących wyżej stanów wzbudzonych, które mogą być obsadzone pod warunkiem doprowadzenia do jądra energii z zewnątrz. Może przy tym nastąpić wzbudzenie tylko jednego albo kilku nukleonów. Jądra wzbudzone mogą powstawać na wiele sposobów, np. jako produkty rozpadu promieniotwórczego, podczas reakcji jądrowych albo w wyniku zewnętrznego wzbudzenia elektromagnetycznego. Jeżeli stan wzbudzony jądra jest stanem trwałym, tzn. jego energia leży poniżej progu emisji cząstek, to jądro może oddać energię wzbudzenia tylko za pośrednictwem oddziaływań elektromagnetycznych, co w normalnych warunkach prowadzi do wysłania kwantu γ. W przypadku promieniowania γ można obserwacyjnie określić energię kwantu i kątowy rozkład emisji tego promieniowania. Znając energię kwantów γ możemy pozwolić już sobie na wysnucie wniosków odnośnie położenia poziomów energetycznych w jądrze.
Źródło: Theo Mayer-Kuckuk „Fizyka jądrowa”, Wydawnictwo Naukowe PWN, wydanie drugie, Warszawa 1987