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Física nuclear

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En los núcleos atómicos la interacción fuerte consigue ligar los protones y los neutrones convirtiéndolos en sistemas complejos. Estos sistemas se suelen investigar o bien como sistemas de muchos cuerpos (utilizando métodos como el modelo de capas o el campo medio tipo QRPA) o bien como sistemas de pocos cuerpos. Los métodos de pocos cuerpos son útiles no solo para núcleos formados por pocas partículas, sino también para estudiar correlaciones en sistemas de N-cuerpos. Además, los modelos matemáticos de pocos cuerpos son válidos no solo para estudiar núcleos sino también para moléculas y átomos, y su potencial está aún lejos de ser completamente explotado. Las investigaciones teóricas de este tipo de sistemas cuánticos son complejas, y al mismo tiempo necesarias para una adecuada descripción de los mismos. El tipo de sistemas que estudiamos, que son en su mayoría núcleos débilmente ligados en las zonas de goteo de protones o neutrones, o bien estados excitados de núcleos más ligados, están siendo además investigados desde el punto de vista experimental en instalaciones como TRIUMF (Canadá), GANIL (Francia), RIKEN (Japón) o el futuro FAIR (antiguo GSI, Alemania).

Para describir los sistemas de tres cuerpos usamos el desarrollo adiabático en armónicos hiperesféricos, que consiste en describir la función de onda de tres cuerpos usando como base los autovectores de la parte angular del hamiltoniano, que previamente habrá sido diagonalizado para valores fijos del hiperradio. Las coordenadas adecuadas para describir el sistema serían las coordenadas de Jacobi. Si además rotamos las coordenadas radiales en el plano complejo, y permitimos que las energías sean complejas (complex scailing) podemos estudiar las resonancias como si fueran estados ligados.

Hemos estudiado sistemas tan interesantes como el 12C, de vital importancia en nucleosíntesis estelar, el 9Be y el 6Be, y aún quedan muchos potenciales candidatos en la parte inferior de la carta de núcleos, ya sean núcleos con halo (11Li, 29F, etc.) o núcleos emisores de dos protones o dos neutrones (12Be, 12O, etc).

Artículos destacados:

  1. R. Álvarez-Rodríguez, A.S. Jensen. D.V. Fedorov, H.O.U. Fynbo, E. Garrido, “Energy distributions from three-body decaying many-body resonances”, Phys. Rev. Lett. 99 (2007) 072503. DOI: 10.1103/PhysRevLett.99.072503
  2. R. Álvarez-Rodríguez, H.O.U. Fynbo, A.S. Jensen, E. Garrido, “Distinction between sequential and direct three-body decays ”, Phys. Rev. Lett. 100 (2008) 192501. DOI: 10.1103/PhysRevLett.100.192501
  3. R. Álvarez-Rodríguez, A.S. Jensen, E. Garrido, D.V. Fedorov, H.O.U. Fynbo, “Momentum distributions of a particles from decaying low-lying 12C resonances”, Phys. Rev. C 77 (2008) 064305. DOI: 10.1103/PhysRevC.77.064305
  4. R. Álvarez-Rodríguez, A. Deltuva, M. Gattobigio, A. Kievsky, “Matching universal behavior with potential models”, Phys. Rev. A 93 (2016) 062701. DOI: 10.1103/PhysRevA.93.062701
  5. E. Garrido, A.S. Jensen, R. Álvarez-Rodríguez, “Few-body quantum method in d-dimensional space”, Phys. Lett. A 383 (2019) 2021. DOI: 10.1016/j.physleta.2019.04.007

Investigadora DEFE: Raquel Álvarez