Kjernevibrasjoner

Kjernevibrasjoner, eller nuclear vibrations på engelsk, er kollektive excitations i kjernen til et atom der mange av nukleonene (protoner og nøytroner) beveger seg i et koordinert mønster. Slike vibrasjoner er en konsekvens av de kombinerte kreftene og kvantiseringen som styrer små many-body systemer som kjerner, og de fremkommer som discrete energi-nivåer i kjernespektrumet som måles med gamma-spektroskopi og inelastiske spredninger.

Det finnes ulike typer kjernens vibrasjonsmoduser. En av de mest kjente er overfladevibrasjonene, som inkluderer quadrupole (2+) og octupole (3-) moduser typiske for tilnærmet sfæriske kjerner. I deformationskjerner kan man observere både vibrasjons- og rotasjonsfenomener; i små svingninger om en gjennomsnittlig faset kant av kjernen beskriver modellen en harmonisk vibrator, mens av og til rotasjonseffekter dominerer ved mer deformerte kjerner. En annen viktig type er gigantiske resonanser (giant resonances), som representerer høye energi- og kollektive oscillasjoner av hele kjernen, som for eksempel gigantisk dipol-resonans.

Teoretisk sett er kjernens vibrasjoner beskrevet innenfor modeller som væskedråpe-modellen og Bohr–Mottelson kollektivmodell, som behandler kjernen som et fleksibelt dråpeformet legeme eller en kvantemekanisk many-body-tilstand med kollektive moduser. Observasjoner av energier og overføringsprobabiliteter, som B(Eλ) verdier, gir innsikt i kjernens form, deformasjon og skallstruktur. Kjernens vibrasjoner har derfor betydning for å forstå kjernerelaterte egenskaper, utviklingen av nuclear structure teorier og de mekanismer som kontrollerer shape-phase overganger i kjerner.