Modele nucleaire de la goutte liquide

La base de ce terme est la force nucléaire forte. La force forte affecte à la fois les protons et les neutrons, et comme prévu, ce terme est indépendant de Z. Étant donné que le nombre de paires pouvant être prises à partir d`une particule est un (A − 1) 2 {displaystyle {frac {A (A-1)} {2}}}, on peut s`attendre à un terme proportionnel à un 2 {displaystyle A ^ {2}}. Cependant, la force forte a une portée très limitée, et un nucléon donné ne peut interagir fortement avec ses voisins les plus proches et les voisins les plus proches. Par conséquent, le nombre de paires de particules qui interagissent réellement est à peu près proportionnel à A, ce qui donne au terme de volume sa forme. Avec les corrections, l`estimation de l`énergie de liaison nucléaire peut être faite. ε F {displaystyle varepsilon _ {F}} est 38 MeV, de sorte que le calcul a {displaystyle a_ {A}} de l`équation ci-dessus, nous obtenons seulement la moitié de la valeur mesurée. L`écart est expliqué par notre modèle n`étant pas précis: les nucléons en fait interagissent les uns avec les autres, et ne sont pas répartis uniformément à travers le noyau. Par exemple, dans le modèle de coque, un proton et un neutron avec des fonctions d`onde qui se chevauchent auront une interaction plus forte entre eux et une énergie de liaison plus forte. Cela le rend énergiquement favorable (c.-à-d. avoir une énergie plus faible) pour les protons et les neutrons d`avoir les mêmes nombres quantiques (autres que l`isospin), et ainsi augmenter le coût énergétique de l`asymétrie entre eux. Dans l`état fondamental, le noyau est sphérique.

Si l`on ajoute une énergie cinétique ou contraignante suffisante, ce noyau sphérique peut être déformé en forme d`haltère et peut ensuite être divisé en deux fragments. Étant donné que ces fragments sont une configuration plus stable, la Division de ces noyaux lourds doit être accompagnée d`une libération d`énergie. Ce modèle n`explique pas toutes les propriétés du noyau atomique, mais explique les énergies de liaison nucléaires prévues. Un des premiers modèles qui pourrait décrire très bien le comportement des énergies de liaison nucléaire et donc des masses nucléaires était la formule de masse de von Weizsaecker (aussi appelée formule de masse semi-empirique – SEMF), qui a été publiée en 1935 par l`allemand physicien Carl Friedrich von Weizsäcker. Cette théorie est basée sur le modèle de goutte liquide proposé par George Gamow. Le coefficient a V {displaystyle a_ {V}} est plus petit que l`énergie de liaison possédée par les nucléons par rapport à leurs voisins (E b {displaystyle E_ {b}}), qui est d`ordre de 40 MeV. C`est parce que plus le nombre de nucléons dans le noyau, plus leur énergie cinétique est grande, en raison du principe d`exclusion de Pauli. Si l`on traite le noyau comme une boule de Fermi d`un nucléons {displaystyle A}, avec un nombre égal de protons et de neutrons, alors l`énergie cinétique totale est 3 5 A ε F {displaystyle {3 over 5} Avarepsilon _ {F}}, avec ε F {displaystyle varepsilon _ {F}} le Fermi Energy qui est estimé à 28 MeV.