코어-쉘 모델

핵물리·핵화학에서 핵쉘러 모델은 담금질의 비합리적 구조를 이용해 기술하는 원자핵의 에너지 레벨을 보여주는 모델입니다. 원자핵 껍데기 모델은 마이어(M.G.Mayer) 부인과 젠슨(J.H.D.Jensen)이 1949년 각각 독립해 제안했습니다. 핵쉘러 모형 이론과 대칭성 원리를 발견해 1963년 노벨 물리학상을 수여했습니다.

핵 케이스 모델링은 원자 같은 전자 케이스가 원자 속의 전자를 배치하는 것으로, 케이스가 채워질 때 특히 안정적입니다. 핵 케이스 모델은 원자 중차원자 입자의 배포를 기술하고, 양성자와 중성자가 어떤 핵 케이스를 채워질 때 이 핵 소자는 더 안정적입니다. 안정된 원자핵에 핵자(양성자 또는 중성자)를 넣었을 때 어느 정도 결합할 수 있는 에너지도 있지만 그 양치는 이전 핵자보다 현저히 낮습니다. 발견환수: 2, 8, 2028, 50, 82, 126의 경우 양성자나 중성자가 환수일 때 높은 결합에너지가 있는 것이 핵 케이스 모델의 기원입니다. 양성자와 중성자의 핵 케이스는 서로 독립적입니다. 따라서 양성자나 중성자는 둘 중 하나만 환수라고 할 수 있는데 이때 환핵이라고 할 수도 있고 둘 다 환수라고 할 수도 있고 이중 환핵이라고 할 수도 있습니다. 핵 궤도에 약간의 변화가 있어 최대 환수는 126이고 중성자는 184개지만 양성자는 114개로 추정돼 이른바 안정섬을 수색하는 데 중요한 역할을 했습니다. 일부 반환수가 발견되었습니다. 특히 Z=40의 경우, 핵 껍질에 채워진 여러 원소가 발견되었습니다. 또한 16도 하나의 환수일 수 있습니다.

 

원자핵 껍데기 모델은 1949년 M.G.Mayer 부인과 J.H.D.Jensen이 각각 독자 제안했습니다.

 

마이어 부인
마리 고페르트 마이어(Maria Goeppert-Mayer, 19061972), 독일계 미국인 여성 물리학자 마이어 부인의 본명은 마리아 고페트입니다. 그는 1906년 6월 28일 독일 카토비츠의 교수 집안에서 태어났으며, 1~6대 모두 독일대 교수였습니다. 그는 게팅겐에서 물리·수학·화학을 공부했고 1930년 게팅겐대에서 박사학위를 받았습니다. 같은 해 미국 물리학자 조지프 마이어(J. Mayer)와 결혼한 뒤 1931년 남편과 함께 미국으로 건너가 존스홉킨스대에서 근무하다 1939년 컬럼비아대로 옮겨 우라늄 동위원소 분리 작업을 했습니다. 1945년 시카고 대학에 신설된 핵연구소.1960년 라 졸리(La Jolly) 캘리포니아 대학교 물리학 교수로 재직했습니다. 1963년 노벨 물리학상은 미국 물리학자 유진 위그너(Eugene Paul Wigner, 1902-1995)에게 원자핵과 기본입자 이론에 대한 공로를, 나머지 절반은 미국 물리학자 마이어 부인과 독일 물리학자 옌센(J. Hans. D. Jensen)에게 수여해 핵 케이스 구조 발견에 기여한 공로를 기리고 있으며, 마이어 부인은 퀴리 부인에 이어 두 번째로 노벨 물리학상을 수상했습니다.

젠슨(J.H.D.Jensen)
한스 다니엘 젠슨은 1907년 6월 25일 독일 함부르크에서 원예공으로 태어났습니다. 젠슨은 어려서부터 독서를 좋아했고, 공부도 열심히 하고, 문제를 독립적으로 생각하기 좋아했습니다. 중학교 시절부터 자연과학은 그에게 큰 매력을 느꼈고, 특히 물리학은 그를 더욱 매혹시켰습니다. 1923년 16세의 나이로 아버지를 잃은 젠슨은 공부와 생활에 큰 어려움을 겪었지만 그는 그렇지 않았습니다. 학업을 중단하는 대신 더욱 부지런히 노력했습니다. 잰슨이 공부를 계속할 수 있었던 것은 스승의 도움 덕분에 일찌감치 재능을 간파한 스승이 오버리얼슐레에서 장학금을 받게 됐습니다. 1926년 고졸에 합격해 대학에 진학했습니다. 젠슨은 1926년부터 1931년까지 프라이부르크대와 함부르크대에서 물리·수학·물리화학·철학을 공부했습니다. 재학 중 유명한 물리학자 뢴트겐(W.K. Rontgen, 1845~1923)의 저술에 깊은 영향을 받아 물리학에 관심을 갖고 헌신했습니다. 1932년 물리학 박사학위를 받고 함부르크대에 남아 이 학교 이론물리연구소 조교수로 일했습니다.

1941년 하노버공대 임시교수로 임용돼 전후 이론물리학 교수가 됐습니다. 1949년 하이델베르크대 교수가 됐다. 같은 해 하이델베르크에 이론물리연구소를 설립해 새로운 핵 케이스 모델링 이론의 제안자 중 한 명이 됐습니다. 1955년 마이어 부인과 함께 5핵 껍질구조 기본이론 6을 썼습니다.

잰슨은 하이델베르크대 원사를 역임했고, 독일 막스 플랑크협회 통신회원을 역임했습니다. 미국 위스콘신대, 프린스턴고등연구소, 버클리대, 칼텍, 인디애나대, 미네소타대, 라요리대 등 여러 대학이나 연구기관의 객원교수이기도 합니다.
젠슨은 1955년부터 독일 학술지 5물리 6의 부편집장을 맡고 있다.잰슨은 평생 미혼으로 살다가 1973년 2월 11일 독일 하이델베르크에서 사망했습니다.

 

제시과정
이전까지 원자핵에 관한 실험 사실이 쌓였을 때, 1930년 후 얼마 지나지 않아 원자핵의 구조는 원자껍데기의 구조에서 따를 수 있는데, 이는 자연계에 양성자 수와 중성자 수가 각각 환수와 같을 때 원자핵은 특히 안정적이기 때문입니다. 이것은 원소의 주기성과 매우 유사하지만, 원자의 껍질 구조 이론은 바로 주기적인 이 사실의 기초 위에 세워진 것입니다.

그러나 최초의 시도는 실패했고, 사람들은 핵자의 운동으로부터 슈뢰딩거 방정식을 풀려고 했지만 실험과 같은 환수를 얻지 못했습니다. 게다가 관념과 껍질 모형이 상반된 액적 모형은 상당히 성공해 자연스럽게 껍질 모형에 부정적인 태도를 취하게 됩니다.
이후 환수핵의 존재를 지지하는 실험 사실이 증가했고, 가스모델이든 액적모델이든 이 사실을 설명할 수 없었습니다. 마이어와 젠슨은 1949년 사이드와이어에 스핀-궤도 결합 항목을 넣어 환수를 해석하는 데 성공했고 실험에 꼭 맞는 결과를 도출했습니다.