A héjmodell egyike a legkorábbi atommag-modelleknek. A nukleonok – ugyanúgy, mint az elektronok – fermionok, ezért érvényes rájuk a Pauli-féle kizárási elv. A modell szerint a nukleonok is – az atom elektronjaihoz hasonlóan – energiaszintekre csoportosulnak. Annak ellenére, hogy az atommagban a nukleonok sűrűn ütköznek (tehát a klasszikus értelemben vett "szint" nem létezik), ez a modell sikeresen magyarázza az atommagok stabilitásának periodikusságát.
A modellen elsősorban Wigner Jenő, Maria Goeppert-Mayer és Johannes Hans Daniel Jensen dolgoztak, akik munkájuk elismeréseképpen 1963-ban elnyerték a fizikai Nobel-díjat.
Kísérleti indokok Már korábban is felfigyeltek a kutatók arra, hogy a 2, 8, 20, 28, 50, 82 vagy 126 protont, illetve neutront tartalmazó magok különösen stabilak. Ezeket a magokat nevezzük mágikus magoknak. A mágikus magok kötési energiája nagyobb a szomszédos magokétól.
A modell alapjai a nukleonok egymással nincsenek kölcsönhatásban mindegyik nukleon egy gömbszimmetrikus potenciálvölgyben mozog A magerők pontos ismeretének hiányában a potenciált csak találgathatjuk. Általában a derékszögű potenciált és a harmonikus oszcillátor potenciálját használják. Mindkét esetben a nukleon energiáját két kvantumszám, az N főkvantumszám és az l mellékkvantumszám határozza meg:
Eredmények A héjmodell ezekből a feltevésekből kiindulva sikeresen magyarázza az első 3 mágikus számot:
N = 2*n + l – 2 EN () n l állapot e- száma Az összes e- Mágikus szám
0 3/2 1 0 1s 2 2 2 1 5/2 1 1 1p 6 8 8 2 7/2 12 20 1d2s 12 20 20 3 9/2 12 31 1f2p 20 40 50
Mint látható, a héjmodell nem tudja megmagyarázni a 4. mágikus számot. Elég hamar rájöttek azonban, hogy a spin-pálya kölcsönhatás bevezetésével a problémát meg lehet oldani. A nukleon teljes impulzusmomentuma így lesz (l orbitális momentum és a spin összege). Emiatt egyes szintek felbomlanak, és a szintek energiái átrendeződnek. Fordítás
Források SH Atlasz Atomfizika, Springer Hungarica, Budapest, 1995
Kategória:Magfizika