Ydinfysikaalinen

Ydinfysikaalinen tutkimus käsittelee atomin ytimeen liittyviä ilmiöitä: ydinsubstanssien rakennetta, ydinsidosten luonnetta sekä ydinreaktioiden mekanismeja ja seurauksia. Se on sekä kokeellista että teoreettista tutkimusta ja toimii linkkinä hiukkasfysiikan, kvanttimekaniikan ja astrofysikan välillä. Keskeisiä kysymyksiä ovat ydinten sidosenergia, neutronien rooli ydinprosesseissa sekä ydinmateriaalien käyttäytyminen äärimmäisissä oloissa.

Kokeellinen ydinfysiikka hyödyntää kiihdytinlaitteita ja säteilymittausmenetelmiä sekä spektroskopiaa ydinreaktioiden ja ydinsäteilyn tutkimuksessa. Detektorit mittaavat säteilyä, hiukkasreaktioiden energioita sekä tapahtumien ajoitusta ja ilmiöiden ilmenemismuotoja. Teoreettisessa ydinfysiikassa sovelletaan kvanttimekaniikkaa sekä erilaisia malleja, kuten kuorimallia, sekä tilastollisia ja monijäsenisiin järjestelmiin liittyviä lähestymistapoja.

Ydinfysiikka jakautuu useisiin ala-alueisiin: ydinsisä rakenne ja energiatason tutkimus; ydininäytöt ja ydinreaktioiden mekanismit; ydinstofysiikka sekä alkulähteisiin liittyvä nukleosynteesi; radioisotooppien tuotanto ja sovellukset lääketieteessä ja teollisuudessa; sekä neutriinifysiikka, joka tutkii näiden hiukkasten roolia ydinprosesseissa ja kosmoksessa.

Historia ja sovellukset: Ydinfysiikan juuret ulottuvat 1900-luvun alkuun Rutherfordin ja Chadwickin kokeisiin sekä fission löytöön 1938. From there on kehitetty ydinenergiaa, mutta myös lääketieteellisiä isotoppeja kuvantamiseen ja hoitoihin sekä turvallisuus- ja ympäristöasioiden tutkimusta. Nykyisin ala palvelee sekä perusfysiikkaa että käytännön sovelluksia sekä maailmanlaajuisia tutkimusyhteisöjä.