)
|∫ψf*ΩψidV|2n(Eγ)
の関係にある。ここで、Ωは電磁相互作用のオペレーターであるが、電気的あるいは
磁気的に多重極展開したものを用いる。ψf*、ψi
は核の終状態、始状態であり、固有のスピン・パリティをもっている。
n(Eγ)は終状態の密度であり、n(Eγ)の2乗に比例している。
行列要素
(積分)はスカラーであるので、ここで「角運動量の合成則」が働き、Ωのなかでも
特定の多重極のものが主に寄与する。
だけ持ち出す(L>0)ので、Ji,Jf,Lの3つの角運動量が
3角形をつくれるという条件が満たされる場合にだけ放出が起きる。
又、パリティについては電気的な遷移(EL)ではパリティ変化が(-1)Lが
許され、磁気的な遷移では(-1)L+1が許される。選択則をまとめると次のようになる。Jiπi →Jfπfに対して
c)2L
Eγ/
と書ける。
幅はΓ=
λであり、
R=1.2 A1/3として評価するとγ線の多重極度により次のようになる。
| 多重極度EL | E1 | E2 | E3 | E4 | E5 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Γ (MeV) | 6.8 x 10-8 | 4.8 x 10-14 | 2.2 x 10-20 | 7.0 x 10-27 | 1.6 x 10-33 | x A2L/3Eγ2L+1 |
| 多重極度ML | M1 | M2 | M3 | M4 | M5 | |
| Γ (MeV) | 2.1 x 10-8 | 1.5 x 10-14 | 6.9 x 10-21 | 2.2 x 10-27 | 4.8 x 10-34 | x A(2L-2)/3Eγ2L+1 |
この計算は遷移の前後の状態をある軌道を運動している核子と考えている。 γ線の崩壊定数がこの評価にほぼ等しいということはこのような単一粒子状態の描像が 適当であることを意味している。崩壊定数がこの評価よりかなり(100倍程度)大きく なることもある。この場合は多数の核子が遷移に寄与しており、集団運動(回転など) の描像が適当であることを意味している。