Спин-орбитальное взаимодействие
_{Spin-orbit coupling}

    Из-за малости радиуса действия нуклон-нуклонных сил форма реалистичного ядерного потенциала должна быть похожа на форму распределения плотности ядерного вещества. Это потенциал Вудса-Саксона

V_В-С(r) = V₀/[1 + exp(r - R/a)],

где V₀ - глубина потенциала, R = r₀A^1/3 - радиус ядра и a - параметр, характеризующий диффузность (размытие) края потенциала.
    Однако использование потенциала Вудса-Саксона оказалось недостаточным, для того, чстобы объяснить наблюдаемые в эксперименте магические числа нуклонов. (Ядра , у которых количество нейтронов и/протонов равно магическим числам выделяются среди других ядер повышенной устойчивостью, большей распространенностью в природе и другими свойствами).
    Решение проблемы было найдено М. Гепперт-Майер и Дж. Иенсеном, которые добавили к центрально-симметричному потенциалу V(r) спин-орбитальное взаимодействие.

V_ls(r) = f(r).

Спин-орбитальное взаимодействие приводит к расщеплению уровня с данным значением l на два состояния

l + 1/2 и l - 1/2.

При этом состояние с l + 1/2 смещается вниз по энергии, а состояние с l - 1/2 - вверх. Величина спин-орбитального расщепления уровней пропорциональна величине орбитального момента l. Величина спин-орбитального расщепления уровней в атомных ядрах составляет несколько МэВ. Так, например, для ядер с A ~ 200 расщепление уровней ( p_1/2 – p_3/2) составляет ~1.5 МэВ, уровней (g_7/2 – g_9/2) − ~2.7 МэВ. Поэтому уровни с большими значениями орбитального момента l > 3, сильно смещаясь вниз по энергии, оказываются среди уровней предыдущей оболочки, что правильно воспроизводит магические числа.
    Спин-орбитальное расщепление уровней наблюдается и в атомах. Однако величина его крайне мала. Так, например, величина спин-орбитального расщепления уровней (2p_3/2 – 2p_1/2) в атоме водорода составляет 4.5·10^-5 эВ. Величина спин-орбитального расщепления играет заметную роль в атомах с большим Z, Когда расстояние между отдельными состояниями уменьшается.

См. также

• Модель ядерных оболочек
• Модель ядерных оболочек. Одночастичные состояния
• Одночастичная модель оболочек
• Модель оболочек для средних и тяжелых ядер
• Модель оболочек
• Оболочечный потенциал
• Сравнение с экспериментом
• Ядерная модель оболочек
• Спины и четности ядер в модели оболочек
• Ядерные модели