Física Nuclear I. Rodolfo (Rolo) Id Betan. Edificio Ifir, Of. 201 (Esmeralda y Ocampo) Tel Int.
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- Purificación Guzmán Alvarado
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1 Física Nuclear I Rodolfo (Rolo) Id Betan idbetan@ifir-conicet.gov.ar Edificio Ifir, Of. 201 (Esmeralda y Ocampo) Tel Int. 487
2 Curso: Objetivos Introducir las propiedades básicas del núcleo atómico y las teorías necesarias para explicar sus propiedades microscópicamente.
3 Curso: Objetivos Divulgar la ciencia nuclear como ciencia de interés actual en contraposición a ciencia vieja.
4 Curso: Objetivos Preparar a aquellos que decidan desarrollar su carrera de investigación en el área de Física Nuclear.
5 Contenidos Origen del núcleo Historia de la Física Nuclear Aplicaciones Propiedades del núcleo
6 Contenidos Modelos Nucleares Funciones de onda Interacción residual Teoría de momento angulares
7 Contenidos Decaimiento radiactivo Decaimiento gamma Aproximaciones de campo medio(hartree-fock. Tamm-Dancoff. Random phase)
8 Contenidos Pairing en sistemas de muchas partículas Modelo colectivo (Bandas rotacionales.) Teoría de dispersión (scattering theory)
9 Metodología Clases (90' + 45'): Descripción cualitativa de la física que se estudiará esa clase (parte divulgativa y conceptual). Desarrollo más específico del tema (parte técnica). Trabajo en grupo para resolver algún problema específico (fijación del concepto).
10 Metodología Exposición de Alumnos para aprobación curso: Charla corta individual (aprox. 15') de un tema a elección.
11 El núcleo: Presentación en Sociedad 1 fm = 10^-15 m fm=femtometer=fermi
12 El núcleo: Presentación en Sociedad Los nucleones están formados por la 1ra familia de Fermiones. Los leptones son las partículas elementales con spin ½ que no sienten la fuerza fuerte. Los hadrones son las partículas compuestas por quarks y sienten la fuerza fuerte.
13 El núcleo: Presentación en Sociedad Clases de Hadrones Bariones: partículas compuestas de de tres quarks: protones y neutrones. Mesones: partículas hechas de un quark y un antiquark: piones. Bariones exóticos... Carga del Protón: +e Carga del Neutrón: 0 Spin: 1/2 Vida media del Protón: > 10^35 años Vida media del Neutrón(fuera del núcleo): 15 minutos
14 Origen de los Núcleos Vos naciste de un repollo?...yo tampoco!
15 Origen de los Núcleos Livianos
16 Origen de los Núcleos Medianos y Pesados
17 Tabla Periódica
18 Tabla de Núcleos
19 Aplicaciones de la Física Nuclear
20 Preguntas Relacionadas con la Física Nuclear Cuál es el origen microscópico (QCD) de la interacción fuerte y débil? Cuál es el límite de la existencia nuclear? Existe la materia nuclear donde los quarks están desconfinados?
21 Preguntas Relacionadas con la Física Nuclear Qué papel juega las reacciones nucleares en la evolución de las supernovas y las estrellas de neutrones? La gran mayoría de la materia está concentrada en los núcleos Cuánta materia ordinaria existe y de qué está hecho el resto?
22 Historia del Núcleo 1896: Antoine Henri Becquerel descubre la radioactividad en la sales de Uranio. 1897: Ernest Rutherford demuestra que el Uranio decae en partículas alfa y beta. 1898: Marie Sklodowska Curie y Pierre Curie aislan el Polonio y el Uranio. 1900: Max Carl Ernst Ludwig Planck desarrolla la teoría de quantización.
23 Historia del Núcleo 1900: Paul Villiard descubre los rayos gamma. 1911: Ernest Rutherford desarrolla el modelo atómico con el núcleo en el centro. 1912: Hans Geiger desarrolla una ley empírica que relaciona la constante de desintegración de un núcleo con la energía de la partícula alfa emitida.
24 Historia del Núcleo 1913: Niels Henrik David Bohr desarrolla su teoría del átomo. 1919: Ernest Rutherfor produce la primera transmutación de laboratorio (Nitrógeno + Alfa Hidrógeno + Oxígeno). 1925: Wolfgang Pauli introduce el principio de exclusión. 1928: George Gamow explica teóricamente el decaimiento alpha.
25 Historia del Núcleo 1931: Harold Urey descubre el deuterio. 1931: Robert Jemison Van De Graaff inventa su acelerador de partículas para la investigación en física nuclear. 1931: Wolfgang Pauli introduce la idea del neutrino en el decaimiento beta. 1931: Ernest Orlando Lawrence & Miton Stanley Livingston construyen el primer ciclotrón.
26 Historia del Núcleo 1932: James Chadwick descubre el neutrón. 1934: Leo Szilard patenta la idea de la reacción nuclear. 1934: Enrico Fermi desarrolla la teoría del decaimiento beta. 1935:Hidek Yukawa desarrolla la teoría de la fuerza nuclear por intercambio de partículas.
27 Historia del Núcleo 1937: Niels Bohr desarrolla la teoría nuclear de la gota líquida. 1942: Enrico Fermi y demás científicos del proyecto Manhattan construyen el primer reactor nuclear. 1945: 16 de Julio explosión 1ra bomba nuclear. 1948: H. Bethe & G. Gamow explican la nucleosíntesis del Big Bang.
28 Historia del Núcleo 1948: A. H. Snell & L. C. Miller descubren el decaimiento del neutrón. 1949: Mayer & Jensen desarrollan el modelo de capas nuclear Teller desarrolla la bomba de hidrógeno. 1964: Murray Gell-Mann & Georege Zweig introducen los quarks.
29 Historia del Núcleo 1972: Harald Fritsch & M. Gellmann introducen la Cromodinámica Cuántica. 1977: L. M. Lederman descubre el quark bottom en el Fermilab. 2002: Elemento más pesado : Z=118 descubierto en JINR en Dugna (Rusia). 2010: Último elemento descubierto: Z=117 (ununseptium) en JINR en Dugna (Rusia) + Oak Ridge (USA).
30 Año descubriento de los elementos más pesados Z Nombre Año 116 Livermorium (Lv) Sin nombre Flerovium (Fv) Sin nombre 2002/ Copernicium (Cn) Roentgenium (Rg) Darmstadtium (Ds) Hassium (Hs) Meitnerium (Mt) Bohrium (Bh) Seaborgium (Sg) Dubnio (Db) Rutherfordium (Rf) 1968
31 Evolución de los núcleos descubiertos por año Crédito: M. Thoennessen. ArXiv:
32 Núcleos superpesados Colores: energía ligadura en MeV Números mágicos:...50, 82, 126, 184 Crédito: M. Bender, W. Nazarewicz, y P.G. Reinhard
33 Existencia de la isla de estabilidad La vida media aumenta con el número de neutrones, indicando una tendencia hacia la estabilidad. Crédito: Wikipedia
34 Laboratorios que producen haces de iones radioactivos ATLAS (USA-Argonne): Argonne Tandem Linac Accelerator Systems. NSCL (USA-Michigan): National Superconducting Cyclotron Laboratory. FRIB (USA-Michigan): Facility for Rare Isotopes Beams. RIBF-RIKEN (JAPON-Wako): Radioisotope Bean Factory. FAIR-GSI (ALEMANIA-Darmstadt): Facilty for Antiproton and Ion Research. SPIRAL2-GANIL (FRANCIA): System for Producing Online Accelerated Radioactive Ions. ISAC-TRIUMF (CANADA-Vancouver): RIBLL (CHINA-Lanzhou): Radioactive Ion Beam Line. JINR (RUSIA-Dubna): Joint Institute for Nuclear Research (miden)
35 Es todo por hoy, Gracias!
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