Postgrado en Física
Facultad de Ciencias
Universidad Central de Venezuela
FÍSICA NUCLEAR II



Rafael Martín Landrove
Laboratorio de Física Estadística y Fenómenos Colectivos,
Centro de Resonancia Magnética
y
Departamento de Física, Escuela de Física
Universidad Central de Venezuela
Dirección electrónica: rmartin@fisica.ciens.ucv.ve



Duración: 16 semanas a razón de 4 horas semanales.

Frecuencia y creación: La frecuencia del curso responderá a la demanda. Creado en Octubre de 1989 por el Dr. Lutz Döhnert y el Dr. Rafael Martín. Revisado en Julio de 1999 por el Dr. Rafael Martín.

Prelaciones: Se recomienda haber cursado Mecánica Estadística y Física Nuclear I ó sus equivalentes. Se recomienda igualmente cursarla en paralelo con Mecánica Cuántica I y Fenómenos Críticos ó equivalentes.

Tipo de Curso: Teórico.

Número de Créditos: Cuatro (4) créditos.

Objetivos del Curso: Los objetivos fundamentales del curso pueden resumirse como:

  • Dar una visión general de las sondas más utilizadas en el estudio de la estructura nuclear.

  • Discutir la capacidad que estas sondas tienen para poder extraer la física relevante de los datos experimentales más importantes hasta la fecha.

Al finalizar el curso el estudiante será capaz de:

  • Entender la teoría básica.

  • Hacer cálculos de dificultad elemental, intermedia y compleja con los que pueda apoyarse para reunir suficientes elementos de juicio en la toma de decisiones asociadas a situaciones prácticas.

  • Manejar la literatura relevante del área.

Método de Evaluación: Dos exámenes de 25 % de peso cada uno y tareas semanales con un peso total de 50 %. El primer examen se tomará a mitad de semestre y el segundo será un final, donde se revisará toda la materia. Ambos exámenes constarán de una parte escrita y otra oral.

Contenido Programático

1. Interacciones Electromagnéticas

          La interacción electromagnética como la herramienta de mayor precisión en el estudio de la estructura nuclear. Desintegración radioactiva. Aproximación de longitud de onda grande. Multipolos y transiciones multipolares. Operadores de densidad de carga y densidad de corriente. Teorema de Siegert. Multipolos y modelo de partícula independiente. Cargas efectivas en transiciones radiativas. Reglas de suma. Funciones de respuesta. Estados compuerta de Feshbach (doorway states). Modelo de partícula-hueco en el cálculo de funciones de respuesta. Resonancias dipolares magnéticas gigantes. Resonancias cuadrupolares eléctricas gigantes. Dispersión inelástica de electrones. Funciones de respuesta asociadas a procesos inelásticos de intercambio de un fotón. Interacción corriente-corriente. Sección eficaz de Mott. Dispersión elástica de electrones con espín y sin espín. Factores de forma y densidades de carga. Separación multipolar. Dispersión cuasielástica de electrones y reglas de suma. Reglas de suma inelásticas. Funciones de correlación en núcleos.

2. Interacciones Débiles

          Introducción general a la desintegración beta. Espectro de energía beta para transiciones permitidas. Efectos coulombianos. Frecuencia de ocurrencia de valores ft. Transición de Fermi y transición de Gamov-Teller. Violación de paridad. Teoría de interacciones débiles. Ecuación de Dirac. Conservación de corrientes. Reducciones no relativistas. Desintegración del pión. Corrientes nucleónicas. Teoría CVC (conserved vector current). Relación Goldberger-Treiman. Interacciones fuertes y potenciales efectivos que violan paridad. Desintegración alfa y violación de paridad. Transiciones electromagnéticas y violación de paridad. Captura muónica. Violación de paridad en experimentos de dispersión de electrones por núcleos.

3. Interacciones Fuertes

          Reacciones nucleares. Dispersión por un potencial. Aproximación de Born. Dispersión de hadrones por núcleos a altas energías. Aproximación de impulso. Dispersión por un sistema de muchos cuerpos. Teoría de Glauber. Dispersión de protones de alta energía. Corrimiento de fase semiclásico y camino libre medio. Efectos de las correlaciones. Reacciones directas. Reacciones de transferencia: stripping y pickup. Aproximación de alcance nulo. Potenciales fenomenológicos ópticos. Modelo óptico no local. Tratamiento de onda distorsionada. Dispersión inelástica: Aproximación de impulso con onda distorsionada. Técnicas con operadores de proyección. Procesos diferidos en tiempo con reacciones nucleares. Expresión general de la amplitud de dispersión y teoría de resonancias. Matriz de reactancia. Papel del principio de exclusión de Pauli. Estructuras intermedias en reacciones nucleares. Formación de núcleos compuestos. Fenómenos de dispersión a baja energía. La densidad de niveles nucleares. Termodinámica y mecánica estadística para sistemas nucleares. Transiciones de la forma del núcleo a temperatura finita. Reacciones con iones pesados. Ecuación cinética microscópica para colisiones de dos cuerpos. Dispersión elástica de iones pesados y su teoría semiclásica. Dispersión en espiral, dispersión en rainbow y glory. Descripción fenomenológica de colisiones fuertemente amortiguadas: fricción y fricción tangencial. Origen de las fuerzas de fricción en el núcleo. Modelos colectivos y disipación. distribución de los niveles nucleares y evidencia de la presencia de fenómenos asociados a caos en el núcleo. Teoría de caos para sistemas nucleares. Colisiones con iones pesados relativistas. Fragmentación nuclear y comportamientos críticos. Ecuación de estado nuclear. Interacciones pión-núcleo y pión-nucleón. Resonancias nucleónicas y espectroscopía bariónica. Dominancia y papel del isobar D en sistemas nucleares. Absorción y producción de piones. Parámetros de la interacción pión-núcleo y pión-nucleón. Desarrollo de potenciales ópticos pión-núcleo. Potencial de Kisslinger. Atómos piónicos y estudios a bajas energías.

Bibliografía

          Aparte de una lista de artículos que el profesor suministrará durante el curso, se debe considerar adicionalmente la consulta de la lista de libros y artículos que se cita a continuación:

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