La física nuclear es la rama de la física referida al núcleo del átomo . Tiene tres aspectos principales: sondar las partículas fundamentales (protones y neutrones y sus interacciones, clasificando e interpretando las características de núcleos, y el abastecimiento de avances tecnológicos.
Fuerzas
Los núcleos son limitados juntos por las granes fuerzas . Las granes fuerzas actúan sobre un muy de corto alcance y causan una atracción entre los nucleones (protones y neutrones ). La fuerza nuclear fuerte es así que nombrado porque es perceptiblemente más grande en magnitud que las otras fuerzas fundamentales ( Electroweak y gravitacional). Las granes fuerzas son alto atractivas en solamente las distancias muy pequeñas que, combinadas con la repulsión entre los protones debido a la fuerza electromágnetica, permite que el núcleo sea estable. El fieltro de las granes fuerzas entre los nucleones se presenta debido al intercambio de los Gluons . El estudio de las granes fuerzas es tratado por del chromodynamics (QCD) de Quantum.
Modelos nucleares
Los nucleones en el núcleo se mueven alrededor en un pozo de la energía potencial con el cual ellos mismos creen el surgimiento de su interacción, y el movimiento con respecto a. Los nucleones pueden obrar recíprocamente con uno a vía 2 cuerpos, 3 cuerpos o fuerzas del múltiple-cuerpo. El hecho de que muchos nucleones interactivos con uno a de una manera complicada hagan el problema nuclear del Mucho-cuerpo difícil solucionar.
Existe amplio dos tipos de modelos nucleares que intenten predecir y entender características de núcleos. Éstos son modelos nucleares microscópicos y macroscópicos. Los modelos nucleares microscópicos aproximan el potencial que los nucleones crean en el núcleo. Las interacciones individuales se combinan como sumas lineares de potenciales. Casi todos los modelos utilizan un potencial central más un potencial de la órbita de la vuelta. La diferencia entre los modelos entonces es definida por el potencial de 3 cuerpos usado, y/o la forma del potencial central. La forma de este potencial entonces se inserta en la ecuación de Schrodinger. La solución de la ecuación de Schrödinger entonces rinde la energía nuclear del wavefunction, de la vuelta, de la paridad y de excitación de niveles individuales. La forma del potencial usado para determinar estas características nucleares indica el tipo de modelo microscópico. El modelo de Shell y el modelo de cáscara deformido ( Nilsson modelo) son dos ejemplos de modelos nucleares microscópicos.
Los modelos nucleares macroscópicos intentan describir las cualidades tales como la prolijidad nuclear del tamaño, de la forma y de la superficie. Algo que calculando niveles individuales, los modelos macroscópicos predicen radios nucleares, el grado de deformación y el parámetro de la prolijidad. Una aproximación simple para el radio nuclear es que es proporcional a la raíz cúbica del Massachusetts nuclear.
Esto implica que todos los núcleos son esféricos y su radio es directo proporcional a la raíz cúbica de su volumen (volumen de una esfera = de un ). Los núcleos pueden también existir en una forma deformida y así un grado de deformación, , se puede incluir para tomar en cuenta esto. El hecho de que el núcleo pueda no ser enteramente el incompresible también es considerado por el del parámetro de la prolijidad. Un ejemplo de un modelo macroscópico es el modelo de gotita Myers y Schmidt .
Se han hecho algunas tentativas absolutamente acertadas de combinar los modelos microscópicos y macroscópicos juntos. Estos modelos supuestos del Mic-mac comienzan con un potencial nuclear, solucionan la ecuación de Schrödinger y proceden a predecir parámetros nucleares macroscópicos.
Protones y neutrones
Los protones y los neutrones son los fermios, con diverso valor del número de quántum de la isospina, así que dos protones y dos neutrones pueden compartir la misma función de onda del espacio . En el caso raro de un Hypernucleus, un tercer Baryon llamado un hiperón, con un diverso valor del número de quántum de la extrañeza puede también compartir la función de onda.
Actividad nuclear
Decaimiento alfa
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Decaimiento beta
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Decaimiento gamma
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l decaimiento gamma
Fisión
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la fisión nuclear
Fusión
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la fusión nuclear
Historia
Las energías de enlace de los protones y de los neutrones están en la orden de el 1% de sus masas de resto relativistas, así que los mecánicos de Quantum no relativistas pueden ser utilizados con los errores generalmente más pequeños que ésos de otras aproximaciones. Los químicos del siglo XVIII habían aclarado una vez los elementos químicos, las reglas que gobernaban sus combinaciones en materia, y su clasificación sistemática ( Mendeleev 'tabla periódica de s de los elementos ) y John Dalton tenían, en 1803, idea de s de Democritus individual fundamental aplicado 'del átomo a ellos, él eran naturales que el paso siguiente sería un estudio de las características de los átomos vario de los elementos, una actividad que clasificaríamos hoy como física atómica . Estos estudios llevados al descubrimiento en 1896 por el Becquerel de la radiactividad de ciertas especies de átomos y a la identificación posterior de sustancias radiactivas por los curies en 1898. Rutherford de Ernesto después tomaron el estudio de la radiación y de sus características; una vez que él había alcanzado una comprensión de la naturaleza de la radiactividad, él cambió y utilizó partículas irradiadas para sondar los átomos ellos mismos. En el proceso él propuso en 1911 la existencia del núcleo atómico, la confirmación cuyo (con los experimentos cuidadosos Geiger y Marsden ) proporcionado una nueva rama de la ciencia, la física nuclear.El trabajo del Rutherford de siguiente, físicos en todo el mundo comenzó a intentar al " split" el átomo. El primeros para alcanzar esto eran dos de los estudiantes del Rutherford, de Juan Cockcroft y Ernesto Walton, que dividió un átomo usar un acelerador de partícula en 1932. En 1938, el Otto Hahn de los físicos del alemán condujo el primer experimento acertado en la fisión nuclear .
En los años 40 y los años 50, fue descubierto que había otro más nivel de fundamental de la estructura aún más que el núcleo, que sí mismo se compone de los protones y la física nuclear de los neutrones se puede mirar así como el descendiente de la química y la física atómica y alternadamente el progenitor de la física de partícula .
Los experimentos con los núcleos continúan contribuyendo a la comprensión de interacciones básicas. La investigación de características nucleares y de las leyes que gobiernan la estructura de núcleos es un campo de investigación activo y productivo. La energía atómica de los usos prácticos, los dispositivos médicos de la proyección de imagen de los marcapasos cardiacos de los detectores de humos, y en-han llegado a ser tan comunes.
Ver también
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