kuorimalli

Kuorimalli, tai ydin-kuorimalli, on ydinfysiikassa käytetty teoreettinen malli, jossa protonit ja neutronit liikkuvat keskimääräisen potentiaalin vallitessa. Nucleonit täyttävät energialoikoja muodostuvia kuoria, ja kuorien järjestys sekä niiden välinen energia selittävät monia ydinominaisuuksia. Spin-orbit-kytkentä on keskeinen lisä, joka jakaa energiatiloja ja selittää ns. magic-numbers: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126.

Historia: malli kehitettiin 1940-luvulla–1950-luvulla Maria Goeppert-Mayerin ja J. Hans Jensenin toimesta; heidän työnsä sai Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1963. Malli on tarjonnut keskeisen kehyksen ydinrakenteen ymmärtämiselle sekä kokeellisten spektrien ja magneettisten momenttien selittämiselle.

Toteutus: perusidea on yksittäisen nucleonin liike keskimääräisessä potentiaalissa; residuaalivaikutukset otetaan huomioon konfiguraatio-interaktiolla. Laskut suoritetaan käytännössä rajatulla valenssialueella ja energiatilojen ominaisuudet lasketaan matriisialkumenetelmällä.

Rajoitteet ja laajennukset: kuorimalli on erityisesti pätevä niissä ytimissä, jotka ovat lähellä täytettyjä kuoria. Deformoitujen ytimien tapauksia varten on kehitetty Nilssonin malli sekä laajempia shell-malleja ja ab initio -lähestymistapoja.

Yhteenveto: kuorimalli on keskeinen työkalu ydinrakenteen ymmärtämisessä, sitä sovelletaan kokeellisten spektrien tulkintaan sekä ydinominaisuuksien ennustamiseen.