Deutone

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Il deutone o deuterone è il nucleo del deuterio[1] (isotopo stabile dell'idrogeno), costituito da un protone e da un neutrone.

L'energia di legame del deutone è così bassa da non permettere l'esistenza di stati eccitati e quindi l'informazione sull'interazione nucleone-nucleone è limitata allo studio delle proprietà del deutone e della diffusione n-p e p-p a bassa energia.

Caratteristiche principali[modifica | modifica wikitesto]

Stato del deutone, momento magnetico e di quadrupolo elettrico[modifica | modifica wikitesto]

Sperimentalmente (sfruttando le proprietà di conservazione di parità e momento angolare) è stato definito:

  • momento angolare del deutone
  • parità

dove sono i momenti angolari orbitali del neutrone e del protone che costituiscono il nucleo del deutone.

Da cui deriva che:

.

Quindi L dovrà necessariamente avere un valore pari. Considerando invece il valore del momento angolare totale si possono trarre le seguenti conclusioni:

  • S=0 (se gli spin di p e n sono antiparalleli - stato di singoletto)

Per ottenere J=1 il momento angolare orbitale L deve assumere valore 1. Quindi essendo dispari non ammissibile.

  • S=1 (se gli spin di p e n sono paralleli - stato di tripletto)

In tale caso invece, L può assumere due valori pari L=0, L=2 entrambi ammessi dalla conservazione della parità. Riassumendo quanto detto, il deutone si trova in una sovrapposizione di due stati:

  1. S=1 L=0 onda
  2. S=1 L=2 onda

L'evidenza di questa sovrapposizione è stata dedotta e verificata studiando i valori assunti dal momento magnetico e dal momento di dipolo elettrico.

Nello stato il momento magnetico risulta:

dove:

  • g è il fattore giromagnetico
  • è il magnetone nucleare

Questo valore è sensibilmente diverso dal quello misurato (0,8574 ) con una precisione dell'ordine di . Inoltre, se il deutone fosse esclusivamente in onda S avrebbe momento di quadrupolo elettrico nullo. Infatti l'autofunzione è a simmetria sferica (costante) e non può produrre un momento di quadrupolo elettrico

Queste due evidenze sostengono l'ipotesi che il deutone si trovi in uno stato di momento angolare misto, sovrapposizione degli stati (L=0) e (L=2).

I valori delle ampiezze e si trovano usando i valori sperimentali del momento magnetico e del momento di quadrupolo.

I momenti angolari si sommano a formare lo spin del deutone J=1, quindi, anche nello stato di momento angolare orbitale L=2 protone e neutrone sono nello stato di tripletto con S=1. Il fattore giromagnetico è:

Con queste ipotesi il momento magnetico del deutone è pari a:

Con la condizione di normalizzazione , si ottiene e

Note[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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