Física Nuclear I - ifir-conicet.gov.ar · Curso: Objetivos Divulgar la ciencia nuclear como...
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Física Nuclear I Rodolfo (Rolo) Id Betan [email protected] Edificio Ifir, Of. 201 (Esmeralda y Ocampo) Tel. 4853200 Int. 487
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Física Nuclear I
Rodolfo (Rolo) Id Betan
[email protected] Ifir, Of. 201 (Esmeralda y Ocampo)
Tel. 4853200 Int. 487
Curso: Objetivos
Introducir las propiedades básicas
del núcleo atómico y las teorías
necesarias para explicar sus
propiedades microscópicamente.
Curso: Objetivos
Divulgar la ciencia nuclear como
ciencia de interés actual en
contraposición a ciencia vieja.
Curso: Objetivos
Preparar a aquellos que decidan
desarrollar su carrera de
investigación en el área de Física
Nuclear.
Contenidos
Origen del núcleo
Historia de la Física Nuclear
Aplicaciones
Propiedades del núcleo
Contenidos
Modelos Nucleares
Funciones de onda
Interacción residual
Teoría de momento angulares
Contenidos
Decaimiento radiactivo
Decaimiento gamma
Aproximaciones de campo
medio(Hartree-Fock. Tamm-Dancoff. Random phase)
Contenidos
Pairing en sistemas de muchas
partículas
Modelo colectivo (Bandas rotacionales.)
Teoría de dispersión (scattering
theory)
Metodología 12-14 Clases (90' + 45'):
Descripción cualitativa de la física que se estudiará esa clase (parte divulgativa y conceptual).
Desarrollo más específico del tema (parte técnica).
Trabajo en grupo para resolver algún problema específico (fijación del concepto).
Metodología
Exposición de Alumnos para aprobación curso:
Charla corta individual (aprox. 15') de un tema a elección.
El núcleo:Presentación en Sociedad
1 fm = 10^-15 m
fm=femtometer=fermi
El núcleo:Presentación en Sociedad
Los nucleones están formados por la 1ra familia de Fermiones.
Los hadrones son las partículas compuestas por quarks y sienten la fuerza fuerte.
Los leptones son las
partículas elementales
con spin ½ que no
sienten la fuerza fuerte.
El núcleo:Presentación en Sociedad
Carga del Protón: +eCarga del Neutrón: 0Spin: 1/2 Vida media del
Neutrón(fuera del núcleo): 15 minutos
Vida media del Protón: > 10^35 años
Clases de HadronesBariones: partículas compuestas de de tres quarks: protones y neutrones.
Mesones: partículas hechas de un quark y un antiquark: piones.
Bariones exóticos...
Origen de los Núcleos
¿Vos naciste de un repollo?
...yo tampoco!
Origen de los Núcleos Livianos
Origen de los Núcleos Medianos y Pesados
Tabla Periódica
Tabla de Núcleos
Aplicaciones de la Física Nuclear
Preguntas Relacionadas con la Física Nuclear
¿Cuál es el origen microscópico (QCD) de la interacción fuerte y débil?
¿Cuál es el límite de la existencia nuclear?
¿Existe la materia nuclear donde los quarks están desconfinados?
Preguntas Relacionadas con la Física Nuclear
¿Qué papel juega las reacciones nucleares en la evolución de las supernovas y las estrellas de neutrones?
La gran mayoría de la materia está concentrada en los núcleos ¿Cuánta materia ordinaria existe y de qué está hecho el resto?
Historia del Núcleo
1896: Antoine Henri Becquerel descubre la radioactividad en la sales de Uranio.
1897: Ernest Rutherford demuestra que el Uranio decae en partículas alfa y beta.
1898: Marie Sklodowska Curie y Pierre Curie aislan el Polonio y el Uranio.
1900: Max Carl Ernst Ludwig Planck desarrolla la teoría de quantización.
Historia del Núcleo
1900: Paul Villiard descubre los rayos gamma.
1911: Ernest Rutherford desarrolla el modelo atómico con el núcleo en el centro.
1912: Hans Geiger desarrolla una ley empírica que relaciona la constante de desintegración de un núcleo con la energía de la partícula alfa emitida.
Historia del Núcleo 1913: Niels Henrik David Bohr desarrolla
su teoría del átomo.
1919: Ernest Rutherfor produce la primera transmutación de laboratorio (Nitrógeno + Alfa → Hidrógeno + Oxígeno).
1925: Wolfgang Pauli introduce el principio de exclusión.
1928: George Gamow explica teóricamente el decaimiento alpha.
Historia del Núcleo 1931: Harold Urey descubre el deuterio.
1931: Robert Jemison Van De Graaff inventa su acelerador de partículas para la investigación en física nuclear.
1931: Wolfgang Pauli introduce la idea del neutrino en el decaimiento beta.
1931: Ernest Orlando Lawrence & Miton Stanley Livingston construyen el primer ciclotrón.
Historia del Núcleo 1932: James Chadwick descubre el
neutrón.
1934: Leo Szilard patenta la idea de la reacción nuclear.
1934: Enrico Fermi desarrolla la teoría del decaimiento beta.
1935:Hidek Yukawa desarrolla la teoría de la fuerza nuclear por intercambio de partículas.
Historia del Núcleo 1937: Niels Bohr desarrolla la teoría nuclear
de la gota líquida.
1942: Enrico Fermi y demás científicos del proyecto Manhattan construyen el primer reactor nuclear.
1945: 16 de Julio explosión 1ra bomba nuclear.
1948: H. Bethe & G. Gamow explican la nucleosíntesis del Big Bang.
Historia del Núcleo 1948: A. H. Snell & L. C. Miller descubren
el decaimiento del neutrón.
1949: Mayer & Jensen desarrollan el modelo de capas nuclear.
1952 Teller desarrolla la bomba de hidrógeno.
1964: Murray Gell-Mann & Georege Zweig introducen los quarks.
Historia del Núcleo
1972: Harald Fritsch & M. Gellmann introducen la Cromodinámica Cuántica.
1977: L. M. Lederman descubre el quark bottom en el Fermilab.
2002: Elemento más “pesado”: Z=118 descubierto en JINR en Dugna (Rusia).
2010: Último elemento descubierto: Z=117 (ununseptium) en JINR en Dugna (Rusia) + Oak Ridge (USA).
Año descubriento de los elementos más pesados
Z Nombre Año
116 Livermorium (Lv) 1999
115 Sin nombre 2005
114 Flerovium (Fv) 1999
113 Sin nombre 2002/2003
112 Copernicium (Cn) 1996
111 Roentgenium (Rg) 1994
110 Darmstadtium (Ds) 1994
108 Hassium (Hs) 1984
109 Meitnerium (Mt) 1982
107 Bohrium (Bh) 1981
106 Seaborgium (Sg) 1974
105 Dubnio (Db) 1970
104 Rutherfordium (Rf) 1968
Evolución de los núcleos descubiertos por año
Crédito: M. Thoennessen. ArXiv:1402.1663
Núcleos superpesados
Crédito: M. Bender, W. Nazarewicz, y P.G. Reinhard
Colores: energía ligadura en MeV
Números mágicos: ...50, 82, 126, 184
Existencia de la isla de estabilidad
La vida media aumenta con el número de neutrones, indicando una tendencia hacia la estabilidad.
Crédito: Wikipedia
Laboratorios que producen haces de iones radioactivos
● ATLAS (USA-Argonne): Argonne Tandem Linac Accelerator Systems.
● NSCL (USA-Michigan): National Superconducting Cyclotron Laboratory.
● FRIB (USA-Michigan): Facility for Rare Isotopes Beams.● RIBF-RIKEN (JAPON-Wako): Radioisotope Bean Factory.● FAIR-GSI (ALEMANIA-Darmstadt): Facilty for Antiproton and Ion
Research.● SPIRAL2-GANIL (FRANCIA): System for Producing Online
Accelerated Radioactive Ions.● ISAC-TRIUMF (CANADA-Vancouver):● RIBLL (CHINA-Lanzhou): Radioactive Ion Beam Line.● JINR (RUSIA-Dubna): Joint Institute for Nuclear Research
(miden)
Es todo por hoy,Gracias!
