Tham số dạng của phản ứng tán xạ nucleon lên hạt nhân 208pb (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM DƯƠNG TUẤN ANH NGHIÊN CỨU THAM SỐ DẠNG CỦA CÁC QUÁ TRÌNH TÁN XẠ ĐÀN HỒI NUCLEON LÊN HẠT NHÂN BỀN 208PB Chuyên ngành: VẬT LÝ LÝ THUYẾT VÀ VẬT LÝ TOÁN Mã số : 8440103 Demo Version - Select.Pdf SDK LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU Người hướng dẫn khoa học TS NGUYỄN NHƯ LÊ Thừa Thiên Huế, năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu nêu Luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Demo Version - Select.Pdf SDK Huế, tháng năm 2018 Tác giả Luận văn Dương Tuấn Anh ii LỜI CẢM ƠN Hồn thành Luận văn tốt nghiệp này, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giáo TS Nguyễn Như Lê tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu thực Luận văn Qua đây, xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô giáo khoa Vật Lý phòng Đào tạo Sau đại học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế; bạn học viên Cao học khóa 25 gia đình, bạn bè động viên, góp ý, giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi q trình học tập Demo Version - Select.Pdf SDK thực Luận văn Huế, tháng năm 2018 Tác giả Luận văn Dương Tuấn Anh iii MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục Danh mục từ viết tắt kí hiệu Danh sách hình vẽ MỞ ĐẦU NỘI DUNG 12 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 1.1 Tán xạ đàn hồi không đàn hồi 12 1.2 Bài toán tán xạ Demo Version - Select.Pdf SDK 1.3 Biên độ tán xạ 13 1.4 Tiết diện tán xạ 17 1.4.1 Khái niệm 17 16 1.4.2 Mối liên hệ tiết diện tán xạ vi phân biên độ tán xạ 19 1.4.3 Tiết diện hiệu dụng tán xạ hệ quy chiếu phòng thí nghiệm hệ quy chiếu khối tâm 20 Chương THẾ QUANG HỌC THEO LÝ THUYẾT TRƯỜNG TRUNG BÌNH VI MÔ TỰ HỢP 24 2.1 Lực Skyrme 24 2.2 Phương pháp gần trường trung bình dừng 26 2.2.1 Nguyên lý biến phân 26 2.2.2 Trị riêng Hamiltonian HF 30 2.2.3 Phương pháp HF cho lực Skyrme 31 2.3 Phương pháp trường trung bình phụ thuộc thời gian 35 2.4 Mẫu quang học hạt nhân 39 2.5 Mẫu tượng luận 41 2.6 Mẫu quang học vi mô 44 Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TIẾT DIỆN TÁN XẠ 49 3.1 Phương pháp gần Born sóng méo DWBA 49 3.1.1 Lý thuyết tán xạ neutron - hạt nhân 49 3.1.2 Hệ phương trình liên kênh tán xạ biểu diễn spin 51 3.1.3 Phương pháp gần Born sóng méo DWBA 53 3.2 Phương sử dụng phương SDK trình Lippman-Schwinger Demo pháp Version - Select.Pdf 3.2.1 Phương trình Lippman-Schwinger cho sóng tán xạ 55 55 3.2.2 Phương trình Lippmann-Schwinger cho ma trận T 58 3.2.3 Mối liên hệ tiết diện tán xạ ma trận T 61 3.2.4 Kết tính số 63 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU Cụm từ viết tắt Nghĩa cụm từ viết tắt POP Thế quang học tượng luận MOP Mơ hình quang học TQH Thế quang học RPA Mẫu gần pha ngẫu nhiên PVC Tương tác dao động hạt N-N Tương tác nucleon- nucleon HF Hartree-Fock MQH Mẫu quang học SHF Phương trình Skyrme- Hartree-Fock Demo Version - Select.Pdf SDK DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 1.1 Sơ đồ thí nghiệm tán xạ hệ quy chiếu phòng thí nghiệm hệ quy chiếu khối tâm 14 1.2 Sơ đồ thí nghiệm tán xạ 15 1.3 Sơ đồ mơ tả sóng tới sóng tán xạ 17 1.4 Tán xạ chùm hạt tới bia đứng yên: hạt bị tán xạ góc khối dΩ theo hướng (θ, ϕ) 1.5 Tán xạ đàn hồi hai hạt điểm hệ quy chiếu phòng thí nghiệm hệ quy chiếu khối tâm 2.1 Các đặc trưng trạng thái thấp 208 45 Biểu diễn biểu đồ lượng Σ(ω) lương bậc Σ(2) (ω) α β hạt lỗ trống 2.4 43 Pb thu Demo Version - Select.Pdf SDK tác SLy5 HF-RPA sử dụng tương 2.3 21 Đồ thị biểu diễn độ sâu thực ảo mẫu tượng luận 2.2 18 46 Tính tốn W (R, s = 0) hạt nhât 208 P b lượng E = 14.5 MeV Tương tác SLy5 sử dụng Đường liền mạch tương ứng với tính tốn OP; đường đứt nét, kết lấy từ [21] 47 3.1 Chu tuyến ứng với sóng tới sóng tán xạ 57 3.2 So sánh kết thu phương pháp sử dụng phương trình Lippman-Schwinger với phương pháp DWBA thực nghiệm lượng 14.5 MeV 64 3.3 So sánh kết thu phương pháp sử dụng phương trình Lippman-Schwinger với phương pháp DWBA thực nghiệm mức lượng MeV 10 MeV Demo Version - Select.Pdf SDK 64 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vật lý hạt nhân đóng vai trò quan trọng ứng dụng nhiều lĩnh vực nghiên cứu đời sống ngày Có thể nghiên cứu hạt nhân thông qua xạ từ phân rã, tương tác electron với hạt nhân Tuy nhiên, thông tin tốt cấu trúc hạt nhân thu thơng qua tương tác hạt nhân với mơi trường bên ngồi Cụ thể, bắn chùm hạt nhân vào bia vật chất chứa hạt nhân cần khảo sát, quan sát phân bố hạt bay theo hướng cho biết thông tin tương tác hạt nhân bia chùm hạt bắn vào Sự bắt giữ neutron hạt nhân kích thích đóng vai trò Demo Version - Select.Pdf SDK quan trọng nghiên cứu ứng dụng lĩnh lực vật lý hạt nhân Tuy nhiên, thời gian sống ngắn nên phản ứng dời chỗ (d,p) nghiên cứu thay Các phản ứng xem toán ba hạt khảo sát phương pháp Faddeev-AGS Với phương pháp này, trình tán xạ đàn hồi, dời chỗ, phá vỡ nghiên cứu đầy đủ Đối lập hoàn tồn với phương pháp gần tốn ba hạt, phương pháp đưa vào sai số lý thuyết, khó để định lượng, phương pháp Faddeev cải thiện việc mô tả kết thực nghiệm sử dụng tương tác đầu vào tốt hay mơ hình ba hạt chuẩn xác Thế quang học đại lượng đầu vào cần thiết phương pháp Faddeev-AGS cho phản ứng (d,p) Hầu hết quang học xây dựng từ phương pháp tượng luận (POP) phương pháp vi mô Biểu thức POP thiết lập thông qua hiệu chỉnh số liệu trình tán xạ đàn hồi Thế POP mô tả tốt tương tác nucleon-hạt nhân với hầu hết hạt nhân bia, 24 ≤ A ≤ 209 lượng tới hạt đạn, từ keV đến 200 MeV [1] Tuy nhiên, POP tiên liệu phản ứng vùng số liệu thực nghiệm không tồn vùng hạt nhân kích thích giàu neutron Nghĩa là, cơng trình nghiên cứu viết quang học tượng luận mô tả tốt phản ứng hạt nhân công cụ mạnh mẽ để khảo sát vùng hạt nhân nêu Thay vào phải mẫu quang học vi mơ Khó khăn sử dụng phương trình Faddeev-AGS cho hạt mang điện tính đến lực Coulomb Khi kể đến tương tác Coulomb, phạm vi ápDemo dụng phương pháp Faddeev-AGS không gian xung Version - Select.Pdf SDK lượng giới hạn cho hạt nhân nhẹ Z ≤ 20 Điều chắn q trình tái chuẩn hố [2] gặp trở ngại áp dụng đến hạt nhân nặng Để giải vấn đề này, cơng trình [3] phương trình Faddeev phải viết hệ sơ sở Coulomb quang học (OMP) hệ tương tác nucleon-hạt nhân dạng biểu diễn phân tách thuận tiện cho việc mô tả đầy đủ trạng thái kích thích hạt nhân bia nặng Trong lịch sử, có nhiều mơ hình quang học MOP xây dựng: mẫu vật chất hạt nhân [4,5], mẫu cấu trúc hạt nhân [6,7], mẫu bán vi mô [8,9], mẫu dựa lý thuyết lượng tự hợp [10,11], mẫu liên kết vật chất hạt nhân cấu trúc hạt nhân [12,13], mẫu gần pha ngẫu nhiên (RPA) Faddeev [14] mẫu liên kết đám [15] Mẫu vật chất hạt nhân tính tốt số liệu thực nghiệm lượng E ≥ 50 MeV Ở lượng nhỏ 50 MeV, tính tốn dựa mẫu cấu trúc hạt nhân [6] từ sớm thực cho hạt nhân 208Pb Mẫu sử dụng tương tác hiệu dụng Skyrme SIII thông qua xấp xỉ tương tác dao động hạt (PVC) để tính MOP Do phần hấp thụ MOP q yếu nên khơng thể mơ tả hồn chỉnh tán xạ hạt nhân lượng nhỏ 30 MeV Theo định hướng nêu, Nobre cộng [16,17] sử dụng phiếm hàm lượng phụ thuộc vào mật độ dựa thông tin cấu trúc hạt nhân để mô tả tốt số liệu thực nghiệm cho tán xạ đàn hồi lượng 70 MeV Bằng cách sử dụng xấp xỉ PVC liên tục (cPVC) với lực SkM, Mizuyama cộng [18] mô tả 85o /o tiết diện tán xạ đàn hồi cho 16O với lượng 30 MeV Năm 2015, G Blanchon cộng sử dụng xấp xỉ lượng phụVersion thuộc vào mật độ lực Gogny [19] mô tả Demo - Select.Pdf SDK tán xạ nucleon-hạt nhân lượng thấp cho 40Ca Tuy nhiên, bia hạt nhân tính tốn nêu bị giới hạn vùng hạt nhân nhẹ trung bình Cũng vào năm 2015, T V Nhan Hao cộng áp dụng tính tốn hồn tồn vi mơ dựa xấp xỉ tự hợp PVC [20] mô tả thành công tán xạ đàn hồi lên bia hạt nhân 16O 208Pb Phân bố góc lượng thấp 50 MeV mô tả tốt Như thế, việc chuyển sang biểu diễn phân tách cho quang học cơng trình nghiên cứu tán xạ với lượng hạt đạn bé 50 MeV cần thiết cho nghiên cứu cấu trúc phản ứng hạt nhân Ngoài ra, quang học biểu diễn đầu vào vi mô tốt cho phương trình Faddeev-AGS mở hội kết nối trực tiếp với đại lượng đo phản ứng dời chỗ (d, p) tính tốn liên quan Để khảo sát đặc trưng vật lý quang học vi mô viết dạng biểu diễn phân tách cần có nhiều cơng đoạn, nhiệm vụ khác Một nhiệm vụ quan trọng tìm tham số dạng cho quang học vi mô nucleon với hạt nhân bia (cụ thể 208 Pb) Từ lý nêu trên, chọn đề tài “Tham số dạng phản ứng tán xạ nucleon lên hạt nhân 208 Pb" làm Luận văn Thạc sĩ Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu đề tài thu biểu thức giải tích tính số tham số dạng cho quang học vi mô nucleon với hạt nhân bia 208 Pb từ tính số tiết- diện tán xạ so sánh kết tính với Demo Version Select.Pdf SDK kết tính tốn theo phương pháp DWBA thực nghiệm Nhiệm vụ nghiên cứu Trên sở mục tiêu nghiên cứu đề tài, đặt số nhiệm vụ nghiên cứu sau: - Tìm hiểu biểu thức giải tích cho quang học vi mô không gian xung lượng; - Xây dựng phương trình Lippmman-Schwinger biểu diễn xung lượng; - Tìm nghiệm phương trình Lippmman-Schwinger để suy tham số dạng; - Tính số tiết diện tán xạ nucleon lên hạt nhân 208 Pb - Lập trình tính tốn Phạm vi nghiên cứu Trong khn khổ luận văn, nghiên cứu phản ứng tán xạ đàn hồi neutron với hạt nhân bền cụ thể 208 Pb Phương pháp nghiên cứu - Trong trinh nghiên cứu, sử dụng số phương pháp + Lý thuyết tán xạ lượng tử; + Phương pháp trường trung bình vi mơ tự hợp; + Phương pháp gần sóng méoSDK DWBA; Demo Version - Select.Pdf + Phương pháp sử dụng phương trình Lippman-Schwinger - Để thu kết tính số chúng tơi sử dụng ngơn ngữ lập trình FORTRAN Bố cục luận văn Ngoài Mục lục, Phụ lục Tài liệu tham khảo, luận văn chia làm ba phần - Phần Mở đầu: Nêu rõ tính cấp thiết đề tài, mục tiêu, nhiệm vụ, phạm vi, phương pháp nghiên cứu bố cục Luận văn - Phần Nội dung: Bao gồm ba chương + Chương 1: Tổng quan lý thuyết tán xạ 10 + Chương 2: Thế quang học theo lý thuyết trường trung bình vi mô tự hợp + Chương 3: Các phương pháp nghiên cứu tiết diện tán xạ - Phần Kết luận: Nêu lên kết đạt Luận văn đề xuất hướng mở rộng nghiên cứu Demo Version - Select.Pdf SDK 11 ... nhiệm vụ quan trọng tìm tham số dạng cho quang học vi mô nucleon với hạt nhân bia (cụ thể 208 Pb) Từ lý nêu trên, chọn đề tài Tham số dạng phản ứng tán xạ nucleon lên hạt nhân 208 Pb" làm Luận... suy tham số dạng; - Tính số tiết diện tán xạ nucleon lên hạt nhân 208 Pb - Lập trình tính tốn Phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ luận văn, nghiên cứu phản ứng tán xạ đàn hồi neutron với hạt nhân. .. tác nucleon- hạt nhân dạng biểu diễn phân tách thuận tiện cho việc mơ tả đầy đủ trạng thái kích thích hạt nhân bia nặng Trong lịch sử, có nhiều mơ hình quang học MOP xây dựng: mẫu vật chất hạt nhân