Modèle en couches

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En physique nucléaire, le modèle en couches est un modèle du noyau atomique fondé sur le principe d'exclusion de Pauli pour décrire la structure nucléaire sous l'angle des niveaux d'énergie.

Ce modèle a été développé en 1949 suite aux travaux indépendants de plusieurs physiciens, notamment Eugene Paul Wigner, Maria Goeppert Mayer et J. Hans D. Jensen. Dans ce modèle, les couches nucléaires sont constituées de sous-couches redistribuées par couplage spin-orbite en niveaux d'énergie susceptibles d'expliquer l'origine des nombres magiques observés expérimentalement comme correspondant au nombre de nucléons saturant ces niveaux d'énergie, ce qui conférerait aux nucléides correspondants une stabilité accrue par rapport à la formule de Weizsäcker déduite du modèle de la goutte liquide :


Sous-couche 1s 1/2     2 états     1re couche : nombre magique = 2    

Sous-couche 1p 3/2 4 états  
Sous-couche 1p 1/2 2 états 2e couche : nombre magique = 8

Sous-couche 1d 5/2 6 états  
Sous-couche 2s 1/2 2 états  
Sous-couche 1d 3/2 4 états 3e couche : nombre magique = 20

Sous-couche 1f 7/2 8 états 4e couche : nombre magique = 28

Sous-couche 2p 3/2 4 états  
Sous-couche 1f 5/2 6 états  
Sous-couche 2p 1/2 2 états  
Sous-couche 1g 9/2 10 états 5e couche : nombre magique = 50

Sous-couche 1g 7/2 8 états  
Sous-couche 2d 5/2 6 états  
Sous-couche 2d 3/2 4 états  
Sous-couche 3s 1/2 2 états  
Sous-couche 1h 11/2 12 états 6e couche : nombre magique = 82

Sous-couche 1h 9/2 10 états  
Sous-couche 2f 7/2 8 états  
Sous-couche 2f 5/2 6 états  
Sous-couche 3p 3/2 4 états  
Sous-couche 3p 1/2 2 états  
Sous-couche 1i 13/2 14 états 7e couche : nombre magique = 126

Sous-couche 2g 9/2 10 états  
Sous-couche 3d 5/2 6 états  
Sous-couche 1i 11/2 12 états  
Sous-couche 2g 7/2 8 états  
Sous-couche 4s 1/2 2 états  
Sous-couche 3d 3/2 4 états  
Sous-couche 1j 15/2 16 états 8e couche : nombre magique = 184

Articles connexes[modifier | modifier le code]