Влияние структуры ядра на электронный спектр атома гелия - Анцыгина, Т.Н.; Чишко, К.А. (ФІЗИКА НИЗЬКИХ ТЕМПЕРАТУР, 2016)
Методом точной диагонализации рассчитаны поправки к основному состоянию атома 4He, связанные с конечным размером и конечной массой его ядра, которое в рамках оболочечной модели интерпретируется как связанное состояние двух дейтронов. Известный из эксперимента квадрупольный момент дейтрона (Q0 = 2,74⋅10–27 cм2) дает возможность оценить размер отдельного дейтрона, а с ним и размер ядра 4He (диаметр ядра d ~ 1,5⋅10–13 cм). В результате ядро 4He оказывается составленным из четырех нуклонов в основном состоянии (1s)44 на сферически симметричной оболочке диаметром d, по которой равномерно распределен полный заряд ядра, равный +2e. Такое распределение, в свою очередь, может быть интерпретировано как основное состояние жесткого ротатора, на концах которого закреплены заряды величиной +e. В такой модели ядро представляет собой заряженную сферическую оболочку радиуса d/2, внутри которой потенциал остается постоянным и конечным, равным 4e/d, а за пределами — убывает по обычному кулоновскому закону 2e/r. Наличие такой «сердцевины» означает поправку к стандартному кулоновскому потенциалу при r < d/2, которая понижает энергию основного состояния атома 4He на малую величину ε1, но не приводит к возникновению каких-либо новых низкоэнергетических уровней. Эта величина, в свою очередь, оказывается сравнимой с поправкой к основному состоянию 4He из-за конечной массы ядра.