Le basi della materia della struttura nucleare e le ultime scuole di pensiero. Tutto quello che c’è da sapere.
La trattazione dei sistemi a molti corpi quantistici è un delicato e tutt’ora irrisolto problema di fisica quantistica molto generale. Sistemi a molti corpi quantistici sono gli elettroni attorno ai nuclei o lungo solidi, molecole intere così come i nuclei stessi. Le applicazioni delle diverse soluzioni del problema, i multicorpi spaziano dalla chimica, alla fisica dello stato solido, o a quella dei gas freddi (atomi, solitamente di gas nobili, intrappolati da laser che simulano temperature vicinissime allo zero assoluto e facilmente regolabili), per arrivare fino alla fisica nucleare e alla fisica delle particelle con lo studio dell’equazione di stato della materia barionica ad alta densità (che può dar luogo a fenomeni esotici come la superfluidità di colore).
Uno degli affascinanti aspetti di questa disciplina è anche il salto da una scala all’altra, trattando sistemi fisici diversi con un formalismo simile. Ogni sistema ha le sue particolarità che lo rendono unico e interessante da studiare. Il punto di partenza nella trattazione del problema a molti corpi è separare i gradi di libertà differenti come quelli collettivi da quelli di particella indipendente. Come in una danza, esistono sia movimenti collettivi di tutto il corpo di ballo, sia movimenti individuali dei solisti e gli uni influenzano gli altri. Una volta separati i gradi di libertà per ricostruire tutta l’informazione, essi vanno riaccoppiati.
Questo è un passaggio importante, specialmente se l’accoppiamento è molto intenso e se la differenza di energia non è molta, e nel caso del nucleo atomico questo è storicamente considerato un contributo molto importante, rispetto che in altri sistemi. La dimensione storica è centrale nella scienza e questo tipo di approccio è stato applicato a ogni ambito della fisica quantistica a molti corpi. Quindi, fin dagli albori della trattazione del sistema nucleare, anch’esso è stato approcciato come sistema quantistico multicorpi, a più riprese in modo via via più sistematico.
Dal modello a schell e un (doppio) approccio
Il modello a shell è uno dei primi casi: sviluppato nel dopoguerra e mutuato dalla fisica atomica, dove determina la chimica degli elementi e la loro posizione nella tavola periodica. Ma il dibattito odierno si snocciola fra chi reputa questo collegamento, nella danza dei nucleoni, estremamente importante per una serie di osservabili nucleari, e chi si concentra di più sui singoli gradi di libertà giudicando il riaccoppiamento meno influente. Nel primo caso si annoverano in generale chi si occupa di “teorie oltre il campo medio”, i secondi contano sul contributo di molti che si occupano di teorie esclusivamente di “campo medio” (e relativa proiezione). La differenza sta nel tipo di approccio, c’è chi parte dalle fenomenonologia e chi dall’interazione di partenza.
