Khi một hệ hạt nhân có nhiệt độ (T>0), các nucleon nhiệt sẽ tuân theo các quy luật thống kê nhiệt động học. Ngay cả hiệu ứng kết cặp tác động lên các cặp nucleon cũng thay đổi do nhiệt độ và do đó, cấu trúc của hạt nhân tại nhiệt độ hữu hạn cũng thay đổi so với trạng thái cơ bản. Để khảo sát sự thay đổi của hiệu ứng kết cặp theo nhiệt độ, đại lương khe năng lượng kết cặp sẽ được tính toán bởi mô hình FTEP theo phương trình (2.26).
Hình 9 trình bày sự thay đổi của khe năng lượng kết cặp của neutron (ΔN) trong hạt nhân 54Ca theo nhiệt độ. Dựa vào hình, ta thấy rằng hiệu ứng kết cặp giảm rất ít trong vùng nhiệt độ thấp (T<1 MeV) và giảm nhanh trong vùng nhiệt độ lớn hơn 1 MeV. Tuy nhiên, khe năng lượng kết cặp vẫn tồn tại trong hạt nhân tại nhiệt độ rất cao (4 MeV). Điều này chứng tỏ, hiệu ứng kết cặp bị giảm đi do nhiệt độ nhưng vẫn duy trì ảnh hưởng trong hạt nhân mà không biến mất như các tiên đoán của phương pháp BCS. Đây là một ưu điểm nổi bật của phương pháp EP và việc tồn tại hiệu ứng kết cặp trong hạt nhân ở nhiệt độ cao cũng đã được chỉ rõ trong nhiều nghiên cứu trước đây [11,49-51].
Sự thay đổi của hiệu ứng kết cặp được thể hiện qua giá trị khe năng lượng kết cặp tại nhiệt độ hữu hạn như hình 8 sẽ dẫn đến việc thay đổi các số chiếm đóng đơn hạt trên các mức năng lượng. Sự thay đổi như vậy sẽ làm cho trường trung bình được hiệu chỉnh bởi các số chiếm đóng này (phương trình (2.3) - (2.5)) cũng sẽ thay đổi và làm cho cấu trúc hạt nhân tại nhiệt độ hữu hạn khác với các trạng thái cơ bản. Sự thay đổi của các đại lượng mô tả cấu trúc hạt nhân như mật độ nucleon và bán kính hạt nhân sẽ được khảo sát trong mục kế tiếp.
Hình 9. Khe năng lượng kết cặp của neutron trong hạt nhân 54Ca thu được từ phương pháp FTEP tại nhiệt độ hữu hạn.