Seminarios de Física Nuclear - Programa

Seminario de física nuclear

Correlativas: todas las materias obligatorias del plan.

Se dicta en el segundo cuatrimestre de cada año.

Programa

Propiedades básicas del núcleo
• Masa del núcleo, número de neutrones y protones, escalas de masa
• Energía de ligadura, energía de separación, fórmula de masas

Estabilidad nuclear
• Variaciones de carga y masa
• Fisión nuclear, fisibilidad, barreras coulombianas y barreras de fisión

Propiedades promedio de las interacciones nucleares
• Gas de fermiones, energía cinética media, energía potencial media, libre camino medio del nucleón, efecto Ramsauer-Townsend nuclear, densidad media nuclear, efectos de volumen y superficie

Simetrías fundamentales y sus representaciones
• Invariancia rotacional
• Inversión temporal
• Isospin
 

Estructura del nucleón
• Breve introducción a QCD
• Grados de libertad de quarks y gluones
• Desde el nucleón al núcleo: Problemas abiertos
 

Interacción entre nucleones
• Nociones históricas (Yukawa)
• Rango de las interacciones
• Bosones mediadores
• Relación con el regimen no-perturbativo de QCD
• QCD en la red: revisión de resultados y problemas abiertos
 

Potencial nuclear central
• Potencial de Reid
• Potencial de Bonn
• Potencial de Argonne
• Potencial de Paris
• El deuterón
 

Fuerzas efectivas entre nucleones
• Núcleos de capas abiertas y cerradas, rango de validez de los potenciales
• Aproximaciones dependientes de la densidad
• Esquemas de niveles nucleares
• Núcleos de capa cerrada
• Núcleos de capa abierta
 

Modelo Nuclear de capas
• Efectos debidos al acoplamiento spin-órbita
• Sistemática de momentos magnéticos
• Sistemática de momentos cuadrupolares eléctricos
• Sistemática de ocupaciones de partícula independiente
• Momentos monopolares e interacciones de pares de nucleones
• Fuerzas residuales y métodos de diagonalización
 

Modelos nucleares colectivos
• Modelo de la gota líquida
• Vibraciones y rotaciones nucleares
• Aproximación de campo medio, método de Hartree-Fock
• Superfluidez y superconductividad nuclear, Hartree-Fock Bogoliubov.
• Interacción de apareamiento en el regimen deformado (BCS) y esferico (vibraciones de apareamiento)
• Teoría de linealización: a)Tamm-Dancoff
• Teoría de linealización: b)RPA
• Bosones interactuantes: IBA
 

Transiciones nucleares y modos de decaimiento
• Excitación coulombiana, transiciones inducidas y espontáneas, órdenes de magnitud para vidas medias y energías
• Transiciones electromagnéticas, operadores de transición, unidades de partícula independiente
• Decaimientos electrodébiles, estabilidad β, valores de log − ft y vidas medias
• Emisión α, barreras y estados resonantes

Dispersión
• Teoria de la dispersión. Dispersion inelástica y elástica de nucleones por núcleos
• Transferencia de partículas
• Relación entre procesos de dispersión y modos de decaimiento
 

Aplicaciones y perspectivas
Se presentarán estos temas a elección de los estudiantes, para confeccionar con ellos un trabajo de recopilación.
• Sistemas extendidos de materia nuclear y hadrónica: formulación lagrangiana, método de Skyrme.
• Astrofísica nuclear: nucleosíntesis primordial, procesos rápidos, captura de neutrones
• Energética nuclear: principio de funcionamiento de reactores de fisión y fusión
• Fronteras con la física de partículas
• Medicina nuclear: radiaciones, microdosis y aceleradores nucleares en aplicaciones médicas
 

Bibliografía
• Nuclear Structure. Vol. I, Aa. Bohr y B. R. Mottelson, W. A. Benjamin. Inc.
• Nuclear Collective Models. D. Rowe, Pergamon. Press

• Modelos Nucleares y sus aplicaciones. O. Civitarese (Notas del curso)
• O. Civitarese and J. Suhonen. Electroweak interactions in nuclei. Springer (en preparación)
• Nuclear Shell Theory. A. De Shalit and I. Tami. Academic Press
• The atomic nucleus as a relativistic system. Savushkin y Toki. Springer
• Nuclear Models. P. Ring and P. Schuck, Springer
• Introduction to particle and nuclear physics. E. Predazzi, Pergamon Press