基本を理解する
* 電気四重極モーメント: この量は、球体対称性からの電荷分布の偏差を測定します。正の四重極モーメントは扁平虫(サッカーのような)形を示しますが、否定的な瞬間はオブレート(パンケーキのような)形を示します。
* 極端な単一粒子モデル: このモデルは、1つを除くすべての核子(陽子と中性子)が球体対称コアにあると仮定することにより、核を簡素化します。コアの外側の単一粒子は、四重極モーメント全体に寄与します。
計算
1。単一の粒子を考慮してください: コアの外側の単一の粒子に焦点を合わせる必要があります。 電荷 *e *があり、角運動量 *l *のある軌道にあると仮定しましょう。
2。角運動量を量子化: 量子力学では、角運動量の*z* - コンポーネントは量子化されます。つまり、離散値をとることのみができます。
3。四重極モーメント演算子を定義します: 四重極モーメント演算子 *Q *は次のように与えられます。
*q*=(2/e)σ*i*(3*z i 2 - *r i 2 ))
* * i *は、核内の各粒子を示します。
* * z i * *i *-th粒子の *z *-coodinateです。
* * r i *核の中心からの *i *-th粒子の放射状距離です。
4。単一粒子の評価: 極端な単一粒子モデルを扱っているため、単一の粒子の寄与を考慮するだけでいいのです。
*q*=(2/e)(3*z 2 - *r 2 ))
5。球状座標での表現: * z *および * r *を球状座標(r、θ、φ)に変換します。
* * z * =* r * cos(θ)
* * r 2 * =* r 2 *
6。単純化: 四重極モーメント方程式に置き換えます。
*q *=(2/e) *r 2 (3 cos 2 (θ)-1)
7。角度座標上の平均: 四重極モーメントは期待値です。それを見つけるには、すべての可能な角度で平均する必要があります。
*q *=(2/e) *r 2 ∫ 0 2π dφ∫ 0 π sin(θ)(3 cos 2 (θ)-1)dθ
8。積分を評価します: 積分は以下を評価します。
*q *=(4/5) *e * *r 2
9。最終式: 極端な単一粒子モデルの単一粒子の電気四重極モーメントは次のとおりです。
*q *=(4/5) *e * *r 2
解釈
*四重極モーメントは、電荷(*e*)と半径方向の距離に依存します(*r 2 *)単一の粒子の。
*より大きな * r *(コアから遠く離れた粒子)は、より大きな四重極モーメントにつながります。
*四重極モーメントの兆候(この場合は陽性)は、球体対称コアの外側に座っている単一の粒子と一致するプロレートの形状を示します。
注: この計算は、核内の単一の粒子を想定しています。実際の核の場合、複数の粒子が寄与し、より洗練されたモデルが四重極モーメントを正確に計算する必要があります。