El objetivo de la investigación de la estructura nuclear es construir una estructura coherente que explique todas las propiedades del núcleo, la materia nuclear y las reacciones nucleares. Siendo extremadamente ambiciosos, este objetivo ya no es un sueño lejano. Con la ‘llegada’ de nuevas generaciones de instalaciones de haces exóticos, los cuales expanden grandemente la variedad e intensidad de los isótopos raros disponibles, nuevos conceptos teórico y plataformas computacionales de escala extrema que permiten calcular hasta el borde de las propiedades nucleares, la estructura de la física nuclear está lista en el umbral de su expansión más dramática de oportunidades en décadas.
Las cuestiones generales que guían en la investigación de la estructura nuclear han sido expresadas en dos perspectivas: una vista microscópica enfocada en el movimiento de los núcleos individuales y sus interacciones, y otra mesoscópica que se enfoca en un sistema complejo altamente organizado que exhibe simetrías especiales, regularidades y el comportamiento colectivo. A través de estas dos perspectivas, la investigación en la estructura nuclear en la próxima década contestará varias preguntas, entre otras las siguientes:
- ¿Cuáles son los límites de los núcleos existentes y como esos límites ‘viven’ y ‘mueren’?
- ¿Cuáles son los patrones regulares en el comportamiento de la revelación del núcleo acerca de las fuerzas nucleares y el mecanismo de los enlaces nucleares?
- ¿Cuál es la naturaleza del extenso material nucleónico?
- ¿Cómo puede la estructura nuclear y sus reacciones ser descritas en una forma unificada?
Las nuevas instalaciones y herramientas ayudarán a explorar el vasto ‘paisaje’ nuclear e identificar los ‘ingredientes’ perdidos en nuestro entendimiento del núcleo. Estarán disponibles un gran número de nuevos núcleos (Ricos en protones, en neutrones, elementos más pesados, y largas cadenas de isótopos de elementos conocidos) y abarcará una gran cantidad de los cuales se podrán escoger isótopos clave (Núcleos diseñados) debido a que se aislarán o amplificarán de acuerdo a las necesidades.
Al mismo tiempo, la investigación con intensos haces de núcleos estables continuará produciendo ciencia innovadora, y, al largo plazo, los descubrimientos de haces exóticos brindarán nuevas cuestiones a resolver con núcleos estables.
El programa actual permite vislumbrar las futuras áreas de investigación, que son las nuevas formas de materia nuclear tales como la ‘cobertura’ o ‘piel’ de neutrón, la habilidad para fabricar los elementos superpesados que se han predicho para exhibir una inusual estabilidad a pesar de la alta repulsión electrostática, y estudios estructurales en isótopos exóticos cuyas propiedades desafían los actuales paradigmas.
Mano a mano con los desarrollos experimentales, un cambio cualitativo está tomando lugar en la física teórica de las estructuras nucleares. Con el desarrollo de nuevos conceptos, la explotación de colaboraciones simbióticas con científicos de diversos campos, y avances en la tecnología de la computación y algoritmos numéricos, los teóricos están progresando hacia el entendimiento del núcleo en una forma unificada y extensa.
