Ruolo degli stati del continuo in sistemi nucleari debolmente legati

Il principale strumento in grado di dare supporto all’analisi della struttura dei nuclei atomici, con lo scopo di mettere in luce tutte le loro proprietà, è lo studio delle reazioni nucleari, i processi i fisici che portano un nucleo atomico a modificare la propria natura, nella forma di un diverso numero di massa atomica, di un diverso numero atomico oppure di un diverso stato energetico. Il fenomeno di urto tra due nuclei, ad energie cinetiche sulla scala del MeV, rientra in questa categoria. È utile visualizzare l’evento nella convenzione classicamente adottata, con un nucleo proiettile incidente su un nucleo bersaglio. Il lavoro è focalizzato sugli stati nucleari debolmente legati, ovvero situazioni in cui il valore dell’energia di separazione dei nucleoni di valenza è estremamente bassa. Ciò si riscontra nel caso di nuclidi molto lontani dalla valle di stabilità della Carta di Segré, in prossimità delle drip lines: si tratta appunto dei nuclei esotici. In questo elaborato verranno modellizzati, in un contesto unidimensionale, stati debolmente legati tipici di un neutrone di valenza appartenente ad un nucleo con alone, ossia una peculiare varietà di nuclei esotici in cui uno o due nucleoni risultano legati in misura estremamente minore rispetto a tutti gli altri nucleoni, e la loro funzione d’onda, molto meno centralizzata, definisce un alone nucleare, che estende il volume del nucleo a valori molto maggiori rispetto a quanto prevederebbe il modello a goccia. Gli stati dello spettro energetico continuo (non legati al nucleo) verranno valutati in un ottica peculiare, ovvero come una serie molto fitta di stati discreti, espressi in una base opportunatamente scelta. Questa trattazione dunque, nel suo complesso, richiede diverse approssimazioni e semplificazioni, ma la speranza è che, estendendo il modello al caso tridimensionale, le soluzioni proposte dal caso unidimensionale possano comunque offrire una linea guida utile. Dopo aver descritto il modello adottato, sia nel calcolare gli stati nucleari, sia nell’impostare la dinamica dell’urto, verranno modificati i parametri coinvolti nella fisica dell’urto, commentando i differenti esiti. I risultati non sono frutto di soluzioni analitiche, bensì numeriche, ottenibili per mezzo degli algoritmi di un complesso programma informatico, scritto dalla Dott.ssa Laura Moschini nell’ambito della sua tesi di dottorato, "Structure and reactions of weakly-bound nuclei within a one-dimensional model".