o núcleo e sua estrutura
DESCRIPTION
O Núcleo e sua Estrutura. Anos 30: um pouco antes, bastante durante, algo depois. Sumário. Escalas de tamanho Escalas de energia Primeiros modelos nucleares Entra em cena o nêutron Energia de ligação Gota líquida Fissão & Fusão Forma nuclear: rotação e vibração Interações nucleares - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/1.jpg)
O Núcleo e sua Estrutura
Anos 30: um pouco antes, bastante durante, algo depois
![Page 2: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/2.jpg)
Sumário Escalas de tamanho Escalas de energia Primeiros modelos nucleares
Entra em cena o nêutron Energia de ligação
Gota líquida Fissão & Fusão
Forma nuclear: rotação e vibração Interações nucleares
Panorama das interações da Natureza Interação Forte
Interação Nuclear Forte Interação intermediada por partículas
Yukawa & Lattes Modelo de camadas
“Coexistência”: líquido e movimento de partícula independente ... Um pouco mais depois
Núcleos exóticos Rotação e movimento de partícula independente
![Page 3: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/3.jpg)
Do que as coisas são feitas?
![Page 4: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/4.jpg)
Escalas de tamanho
![Page 5: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/5.jpg)
Escalas de tamanho Se os prótons ou os nêutrons fossem
do tamanho de uma moeda de 10 centavos, os núcleos teriam o tamanho de uma bola de handebol e os átomos seriam objetos com cerca de um quilômetro de raio.
Escalas distintas de tamanho acarretam escalas distintas de energia.
![Page 6: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/6.jpg)
Escalas de energia P. Curie & A. Laborde (1903): um
grama de rádio libera suficiente energia para aquecer em uma hora cerca de 1,3 gramas de água do ponto de congelamento à ebulição.
Pouco? Um grama de rádio libera em um ano o mesmo que 100 gramas de carvão. MAS: o carvão é consumido e o rádio libera essa energia anos a fio.
![Page 7: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/7.jpg)
Escalas de energia
Entrou-se em uma nova escala de energia: a nuclear, que é cerca de 1.000.000 de vezes maior do que a atômica.
Questões importantes: De onde vem essa energia? O que produz o decaimento dos
elementos radioativos?
![Page 8: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/8.jpg)
Escalas de energia Já em 1905, Einstein, em um dos
cinco trabalhos publicados nesse “ano miraculoso”, escrevia: ... se um corpo emite energia E na forma
de radiação, sua massa decresce de E/c2 ... a massa de um corpo é uma medida do seu conteúdo de energia ... Não está excluída a possibilidade de se testar essa teoria utilizando-se corpos cujo conteúdo de energia seja bastante variável (por exemplo, sais de rádio).
![Page 9: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/9.jpg)
Primeiros modelos nucleares
Em 1911, E. Rutherford coloca em cena o núcleo: seu modelo atômico demandava a existência de um objeto extremamente denso e massivo localizado no centro do átomo.
Logo ficou claro também que o núcleo era a origem das emanações radioativas e fonte dessa energia.
![Page 10: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/10.jpg)
Primeiros modelos nucleares MAS, qual a estrutura desses núcleos? A construção de modelos para o núcleo
esbarrou numa dificuldade: Prótons e elétrons eram as únicas partículas
fundamentais conhecidas. Gravitação e eletromagnetismo eram as únicas
interações conhecidas. Os primeiros modelos nucleares foram
construídos a partir desses ingredientes.
![Page 11: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/11.jpg)
Primeiros modelos nucleares Pensemos como um físico pré 1930:
Os núcleos têm carga positiva igual ao número atômico (i.e., o número de elétrons), ou seja: +Ze.
A massa nuclear é aproximadamente um número inteiro, A, vezes a massa de um próton.
A~2Z As partículas fundamentais são o próton e o
elétron. No decaimento , elétrons eram emitidos pelo
núcleo. A massa do elétron é muito (~2000 vezes)
menor que a massa do próton.
![Page 12: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/12.jpg)
Primeiros modelos nucleares
Assim, nada mais natural do que: O núcleo atômico ser constituído por 2Z
prótons e Z elétrons. A massa nuclear ser M=Ampróton+(A-Z)me
MAS, as energias típicas do decaimento nuclear estão na faixa de poucos Mev. (1 MeV ~ 0,16 pJ = 0,16x10-12 J).
![Page 13: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/13.jpg)
Os núcleos não contêm elétrons O Princípio da Incerteza nos diz que:
px ~ (h/2) x é da ordem de grandeza do raio nuclear: 10
fm (10x10-15 m) p ~ (h/2)x ~ 20 MeV/c E ~ [(pc)2+(mec2)2]1/2 ~ 20 MeV ( ~ 3,2 pJ)
Considerando que no decaimento , elétrons com cerca de 1 MeV (~ 0,16 pJ) são emitidos pelo núcleo, podemos concluir que: Os elétrons não “cabem” dentro do núcleo.
![Page 14: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/14.jpg)
O nêutron A década de 30 foi extremamente rica de
acontecimentos: A Grande Depressão. Primeira Copa do Mundo. Dali pinta “A persistência da memória”. Revolução Constitucionalista. Hitler assume o poder. Fundação da USP. Guerra Civil Espanhola. Picasso pinta “A Guernica”. Início da Segunda Guerra Mundial.
![Page 15: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/15.jpg)
O nêutron A Física Nuclear também não ficou atrás:
A primeira antipartícula, o pósitron, é descoberta por Anderson & Neddermayer.
Lawrence (Ciclotron) e Cockroft & Walton constroem máquinas para estudar o núcleo atômico acelerando partículas e lançando-as sobre esses núcleos.
O neutrino é postulado. O NÊUTRON É DESCOBERTO. Irene & Joliot Curie produzem o 30P, um núcleo
radioativo artificial. Fissão Nuclear (Hahn & Strassman + Meitner &
Frisch).
![Page 16: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/16.jpg)
O nêutron O nêutron era uma
necessidade! Vemos claramente
que: Até Z~20, A~2Z. Para Z>20, A>2Z.
Deveria existir algo para compensar a repulsão coulombiana dos prótons e ajudar a “grudar” os constituintes nucleares 0 20 40 60 80
0
20
40
60
80
100
120
140 Núcleos Estáveis A-Z=Z
A-Z
Z
![Page 17: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/17.jpg)
Raio Nuclear
Experiências à la Rutherford mostraram que o raio nuclear tinha um comportamento peculiar: R=r0A1/3
Em outras palavras: A densidade nuclear é constante
Conhecemos um sistema com essas características: LÍQUIDOS!
0 50 100 150 2000
1
2
3
4
5
6
7
R=1,12A1/3R [
10 -
15 m
]
A
![Page 18: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/18.jpg)
Nomenclatura
Número de massa: A=Z+N Os núcleos são representados por:
Alguns exemplos: 21H, 16
8O, 73Li, 14
7Ni Núcleon: constituinte do núcleo;
designação genérica dos prótons e nêutrons
XElemento AZ
massadeNúmeroprótonsdeNúmero
![Page 19: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/19.jpg)
Energia de Ligação
Um núcleo que tenha recebido uma certa quantidade de energia (e.g., aravés da colisão com outro núcleo) vai devolvê-la ao fim de um certo tempo.
A Natureza é econômica e sempre busca minimizar a energia.
![Page 20: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/20.jpg)
Energia de ligação Da mesma forma, dois ou mais
constituintes somente formarão um núcleo atômico se for energeticamente favorável.
Por exemplo, o dêuteron (21H) é o
núcleo mais simples: é formado por um próton e um nêutron. Quando ambos se juntam, energia é liberada na forma de um raio gama.
![Page 21: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/21.jpg)
nn pp
D
Energia de ligação Assim, um nêutron e um próton têm mais
massa do que um dêuteron. De uma maneira geral, a massa de um
núcleo é dada por:
A energia de ligação, B, é a quantidade de energia a ser fornecida para quebrar o núcleo nos seus constituintes.
BcNmcZmMc np 222
![Page 22: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/22.jpg)
Energia de ligação
B/A é mais conveniente do que B para indicar a maior ou menor estabilidade de um núcleo em relação aos demais.
B/A: quanto maior for, mais ligados estarão, em média, os constituintes e, portanto, mais estável será o núcleo.
![Page 23: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/23.jpg)
Gota líquida
Vimos que o núcleo apresenta comportamentos de um líquido.
É uma gota de um líquido incompressível e carregado.
Sua energia de ligação tem as seguintes contribuições:
![Page 24: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/24.jpg)
B = avA
![Page 25: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/25.jpg)
B = avA - asA2/3
![Page 26: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/26.jpg)
B = avA - asA2/3 – acZ(Z-1)A1/3
![Page 27: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/27.jpg)
B = avA - asA2/3 – acZ(Z-1)A-1/3- asim(A-2Z)2/A
![Page 28: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/28.jpg)
B = avA - asA2/3 – acZ(Z-1)A-1/3- asim(A-2Z)2/A + δ(Z,A)
emparelhamento δ(Z,A) é:
negativo (diminui B) em núcleos ímpar-ímpares0 em núcleos ímpar-pares ou par-ímparespositivo (aumenta B) em núcleos par-pares
![Page 29: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/29.jpg)
Fissão e fusão Saltam aos olhos algumas características:
A curva tem um máximo próximo ao número de massa A=56. Na verdade, o 56Fe é o núcleo mais estável existente na Natureza.
Se um núcleo situado à direita desse máximo for dividido em dois, os núcleos resultantes terão uma energia de ligação por constituinte maior do que o núcleo que lhes deu origem e, portanto, serão mais estáveis.
Inversamente, se núcleos à esquerda do máximo juntarem-se, o núcleo resultante será mais estável.
Isso talvez fique mais intuitivo se olharmos a figura da energia de ligação de cabeça para baixo e pensarmos que o sistema nuclear “gosta” de buscar a maior estabilidade.
![Page 30: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/30.jpg)
Fissão e fusão As setas indicam os processos de fissão
(esquerda) e fusão (direita)
![Page 31: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/31.jpg)
Estrelas de nêutrons Estrelas de nêutrons são um dos estados finais
possíveis da evolução estelar. São uma espécie de grandes núcleos, compostos essencialmente por nêutrons (~1055 nêutrons).
A fórmula de massa, com os mesmos parâmetros utilizados para os núcleos e com a interação gravitacional em lugar da eletromagnética, prevê com apenas duas ordens de grandeza de erro, a massa e o raio dessa estrela. Nada mau para algo concebido para explicar propriedades de sistemas com cerca de 200 constituintes!
![Page 32: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/32.jpg)
Formas nucleares O núcleo atômico
não precisa ser necessariamente esférico. Afinal de contas,
uma gota poder ter outras formas.
Como porém obter informações sobre a forma do núcleo?
![Page 33: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/33.jpg)
Excitação Nuclear
A Natureza não é autista. Se perguntada, Ela responde (às vezes como a pitonisa de Delfos!)
Um núcleo excitado, devolve essa energia e a análise do espectro de excitação nos diz muito acerca da estrutura desse núcleo.
![Page 34: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/34.jpg)
Espectros Nucleares
A arte do jogo é ser capaz de enxergar regularidades.
Num espectro vibracional, há níveis igualmente espaçados.
No rotacional, os níveis são proporcionais a J(J+1).
![Page 35: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/35.jpg)
Três estadosa aprox.2 x 560.4
Primeiro estadoexcitado
VibracionalEnergias (em keV)
![Page 36: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/36.jpg)
RotacionalMomentos Angulares
Energias (em keV)
Existem núcleos cujas energias de vários estados excitados
seguem a relação
EJ J(J+1)numa ampla faixa de J´s(J é o momento angular)
![Page 37: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/37.jpg)
Espectros Nucleares
No caso vibracional, o núcleo comporta-se como uma gota esférica que efetua vibrações superficiais (quase harmônicas).
No rotacional, o núcleo deformado gira em torno do eixo perpendicular ao eixo de simetria.
![Page 38: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/38.jpg)
Interações fundamentais
O núcleo tem uma estrutura extremamente rica: é um sistema quântico de muitos corpos, finito, no qual agem três das interações fundamentais da Natureza.
A curva da energia de ligação, na verdade, representa o balanço entre essas três interações.
![Page 39: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/39.jpg)
Interações no núcleo
Quais interações agem no núcleo? A interação eletromagnética atua entre
partículas carregadas. A interação nuclear forte é a responsável
primária pela ligação dos núcleos. A interação nuclear fraca é a causa do
decaimento beta do nêutron.
![Page 40: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/40.jpg)
Interações fundamentais
Dois patinadores podem atrair-se ou repelir-se mediante a troca de “mensageiros”
Da mesma forma, a interação entre partículas é mediada por outras partículas, os bósons.
![Page 41: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/41.jpg)
Interações fundamentais
![Page 42: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/42.jpg)
Interação nuclear forte
Década de 30 primeiras tentativas de construir uma teoria quântica da interação entre partículas carregadas e o campo eletromagnético.
Na mesma época, Yukawa (1934) propõe uma teoria quântica para a interação forte.
![Page 43: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/43.jpg)
Interação nuclear forte Algumas estimativas:
Vbóson ~ c Alcance: r ~ c t ~ c/E ΔE ~ massa dessa partícula, mc²; Δr ~ 1,5 fm, o alcance da força nuclear. mc² ~ 130 MeV.
Uma partícula com massa dessa ordem de grandeza foi descoberta pouco depois, mas logo viu-se que não era ela o bóson mediador buscado.
Latte
s, O
cchi
alin
i e P
owel
l
![Page 44: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/44.jpg)
Interação nuclear forte Algumas características:
É forte núcleos são ligados apesar da repulsão coulombiana.
É de curto alcance desvios em relação a Rutherford.
Tem a propriedade da saturação um núcleon interage apenas com seus vizinhos mais próximos.
O sistema n-p (nêutron-próton: dêuteron) é ligado, mas o n-n (ou o p-p) não.
![Page 45: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/45.jpg)
Interação nuclear forte
![Page 46: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/46.jpg)
Bonus track A seguir discutiremos algumas descobertas
pós anos 30: As do modelo de camadas, referem-se a
desenvolvimentos ocorridos do fim da década de 40 em diante.
Núcleos exóticos são um assunto de pesquisa bastante atual e que teve início em meados dos anos 80.
Trabalha-se ainda muito com a física dos estados de grande momento angular; os primeiros resultados experimentais datam dos anos 70.
O pulsar Vela foi descoberto em 1969.
![Page 47: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/47.jpg)
Modelo de camadas A análise dos acertos da fórmula de massa,
chama também a atenção para seus desacertos.
![Page 48: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/48.jpg)
Modelo de camadas É sintomático o desvio da fórmula de massa em
relação aos dados experimentais sempre que N ou Z assumem determinados valores.
Esses “números mágicos”, indicativos de maior estabilidade, trazem imediatamente à mente a lembrança dos gases nobres da física atômica e o seu conseqüente nexo com órbitas.
Órbitas & Liquidos? São dois conceitos de compatibilização difícil. Como é possível que um sistema ligado por um força
com um caroço repulsivo dê origem a órbitas?
![Page 49: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/49.jpg)
Modelo de camadas Os núcleons dentro do núcleo
poderiam ser encarados com partículas independentes movendo-se em órbitas quase não perturbadas?
Estranho! Mas os dados experimentais de: Energias de separação Energias de excitação
são inequívocos.
![Page 50: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/50.jpg)
Energias de separação Como nos átomos, as energias de separação
nucleares apresentam máximos nos números. mágicos.
![Page 51: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/51.jpg)
Energias de excitação As energias dos
primeiros estados excitados são maiores para certas combinações do número de nêutrons e de prótons
![Page 52: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/52.jpg)
Modelo de camadas A compatibilização entre esses dois
extremos pode ser entendida se pensarmos que as colisões “ocorrem”, mas o Princípio de Pauli proíbe que as “órbitas” sejam alteradas.
Contrariamente aos átomos, o campo médio nuclear é gerado pela coletividade dos prótons e nêutrons, que constituem esse núcleo. Ingrediente importante: interação spin-órbita.
![Page 53: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/53.jpg)
... Um pouco mais depois
A seguir vou discutir brevemente dois aspectos da matéria nuclear quando levada aos seus limites. Núcleos exóticos, i.e., núcleos
caracterizados por terem uma grande assimetria entre o número de prótons e nêutrons.
Núcleos em estados com momento angular muito grande.
![Page 54: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/54.jpg)
Núcleos exóticos Um exemplo marcante
desses sistemas é o 11Li. Esse núcleo formado por 6n e 3p é maior do que o 11B, sendo quase tão grande quanto o chumbo.
Dois dos seus nêutrons formam um “halo” tão fracamente ligado, que se um deles for retirado, o outro sai (o 10Li não existe!).
Esses núcleos, produzidos em reações nucleares em laboratórios ou nas estrelas, são um exemplo de matéria nuclear muito diluída.
![Page 55: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/55.jpg)
Rotações Núcleos são objetos
pequenos (~ 10-14 m), mas podem efetuar ca. de 1020 rotações por segundo.
É de se esperar que ocorram grandes alterações no comportamento da matéria nuclear nessas alucinantes “piruetas”.
![Page 56: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/56.jpg)
Grandes momentos angulares Os níveis de
energia de certos núcleos, quando em estados de grande momento angular, apresentam desvios dramáticos em relação a EJ J(J+1)
![Page 57: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/57.jpg)
Grandes momentos angulares Nesses estados “alucinados”, a rotação
com elevados valores do momento angular induz profundas alterações na estrutura interna do núcleo.
Pictoricamente, é como uma bailarina, que, ao fazer uma pirueta segurando dois alteres próximos ao corpo, abre os braços por não conseguir mais mantê-los junto ao corpo devido às forças não inerciais, mudando subitamente seu momento de inércia.
![Page 58: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/58.jpg)
Grandes momentos angulares O que de fato acontece?
Momento de inércia
(Velocidade angular)2
![Page 59: O Núcleo e sua Estrutura](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022013012/5681545a550346895dc27351/html5/thumbnails/59.jpg)
A Física é bela Há análogos em escala
astronômica: o pulsar Vela, uma estrela de nêutrons em alta rotação, também altera sua velocidade angular à custa de mudanças drásticas na sua estrutura.
Mesmos efeitos, causas distintas. A similaridade entre fenômenos em sistemas tão díspares é uma manifestação da universalidade das leis da física e da sua beleza.