6. Статистическая модель ядра (я. И. Френкель - 1936, л. Л. Ландау - 1937).

При более высокой энергии возбуждения (6-7 МэВ) число уровней в средних и тяжелых ядрах очень велико, а, следовательно, расстояние между уровнями мало. Установить при этих условиях квантовые характеристики каждого отдельного уровня и невозможно, и не нужно. Целесообразно ввести понятие плотность уровней с данным спином, изоспином и т. д., т. е. число уровней с данными характеристиками, приходящихся на единичный интервал энергии. Зависимость плотности уровней энергии описывается с помощью статической (термодинамической) модели ядра, которая рассматривает возбуждение как нагрев ферми - газа (точнее, ферми - жидкости) нуклонов, связывая энергию возбуждения с температурой нагрева ядра. Эта модель неплохо описывает не только распределение уровней, но и распределение вероятностей излучения - квантов при переходе между высоколежащими возбужденными состояниями ядра атома. Статистическая модель ядра позволяет учесть и поправки, связанные с наличием в ядре оболочек.

7. Сверхтекучесть ядерного вещества.

Сильное притяжение в состоянии пары нуклонов с полным угловым моментом J=0 и спином S = 0, приводит к сверхтекучести атомных ядер (О. Бор и Дж. Валатин - 1958). Следствия модели: появление щели в спектре одночастичных возбуждений ядер, уменьшение моментов инерции деформированных ядер по сравнению с их значением для "твёрдых" ядер и др. Так же, как спаривание электронов в металлах порождает сверхпроводимость, спаривание нуклонов приводит к сверхтекучести ядерного вещества. В безграничном ядре (ядерной материи) в единую «частицу» объединялись бы нуклоны с равными по величине, но противоположными по знаку импульсами и проекциями спинов. В реальных ядрах предполагается спаривание нуклонов с одними и теми же значениями квантовых чисел (j, l) и с противоположными проекциями полного момента вращения нуклона, равными -j, - j+1,... j-1, j. Физическая причина спаривания - взаимодействие частиц, движущихся по индивидуальным орбитам, как это принимается оболочечной моделью. Одним из проявлений сверхтекучести - наличие энергетической щели между сверхтекучим и нормальным состоянием ядерного вещества. Величина этой щели определяется энергией связи пары (энергией спаривания), которая для ядерной материи составляет ~ 1­2 МэВ. В реальных ядрах наличие энергетической щели с определённостью установить трудно, поскольку спектр ядерных уровней дискретен и расстояние между оболочечными уровнями сравнимо с величиной щели.

Наиболее ярким указанием на сверхтекучесть ядерного вещества является отличие моментов инерции сильно несферических ядер от твердотельных значений. Теория сверхтекучести ядерного вещества объясняет как абсолютные значения моментов инерции, так и их зависимость от параметра деформации Р. Она предсказывает скачкообразное возрастание момента инерции в данной вращательной полосе при некотором критическом спине I. Это явление, аналогичное разрушению сверхпроводимости достаточно сильным магнитным полем, пока не наблюдалось. Сверхтекучесть ядерного вещества сказывается и на других свойствах ядра: на вероятностях электромагнитных переходов, на положениях оболочечных уровней и т. п. Однако в целом сверхтекучесть ядерного вещества выражена в реальных ядрах не так ярко, как, например, явление сверхпроводимости металлов или сверхтекучесть гелия при низких температурах. Причина - ограниченность размера ядра, сравнимая с размером пары.