NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) Noyau atomique
Modèles en couches
Effectivement, le modèle en couches est un modèle de structure nucléaire comparable à bien des égards au modèle planétaire atomique. Il constitue la pierre angulaire de la physique nucléaire en ce sens que son ambition est de rendre compte de la structure des noyaux en termes microscopiques, c'est-à-dire à l'aide des propriétés individuelles de ses constituants. Sa démarche, pour contourner le problème à N corps, consiste à recourir, dans un premier temps, à l'approximation dite du potentiel moyen en espérant traiter ensuite toutes les interactions résiduelles des nucléons comme des perturbations.
Le potentiel moyen
Potentiel moyen pour les neutrons et les protons
Encyclopædia Universalis France
Construire le potentiel moyen d'un système, c'est remplacer de façon approximative la somme des interactions deux à deux de ses constituants par leur moyenne dans le volume qu'ils occupent. Dans le cas des noyaux, cela revient à admettre qu'en première approximation tout se passe comme si l'interaction s'exerçant entre chaque nucléon et tous les autres, les (A — 1) restants, pouvait être simulée par un puits de potentiel. Pour cette moyenne des interactions à deux corps sur toute la densité de matière nucléaire, l'idée la plus simple est de lui attribuer, compte tenu de la saturation des forces nucléaires, une intensité proportionnelle à la densité de nucléons, c'est-à-dire une profondeur centrale indépendante de A et une allure caractérisée par une surface diffuse, soit, pour les noyaux sphériques associés aux nombres magiques :
L'intérêt de construire le potentiel moyen de la façon la plus réaliste possible réside dans l'espoir d'épuiser ainsi toutes les ressources de l'interaction des nucléons entre eux au point de pouvoir alors les considérer comme des particules relativement indépendantes les unes des autres à l'intérieur du potentiel qui les retient. En d'autres termes, partant d'un problème où les A nucléons sont tous couplés les uns aux autres, on aboutit, par l'approximation du potentiel moyen, à un problème où les A nucléons sont découplés, de sorte que l'hamiltonien modèle du système est alors simplement la somme des A hamiltoniens individuels caractérisés par le même potentiel moyen. Après résolution de l'équation de Schrödinger associée, ses énergies propres sont donc obtenues en sommant les A énergies individuelles et ses fonctions propres en effectuant le produit des A fonctions d'onde individuelles, antisymétrisé puisqu'il s'agit d'un système[...]
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Écrit par
- Luc VALENTIN : professeur à l'Institut de physique nucléaire, université de Paris-VII
Classification
Médias
Énergie nucléaire
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