2 Kết quả tính toán và thảo luận
2.2.2 Các trạng thái kích thích xung quanh vùng 10 MeV
Với sự biến dạng của trạng thái Hoyle, các tính toán lý thuyết đã chỉ ra rằng có sự tồn tại phổ kích thích quay thuộc dải 0+2,2+2 ,4+2, ..., trong đó trạng thái 2+2 được dự đoán ở mức năng lượng Ex ∼ 10.0MeV [Mor56, Eny07, Fun09].
0 5 10 15 20 25 30 35 40 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 10 1 10 2 CC DW BA1 DW BA2 E =386 MeV E =240 MeV d / d ( m b / s r ) c.m. (deg) x0.01 12 C( , ') 12 C* E x =7.65 MeV, J =0 +
Hình 2.13:Các kết quả tính toán DWBA và liên kênh cho tiết diện tán xạα+12C phi đàn hồi kích thích lên trạng thái Hoyle được so sánh với các số liệu thực nghiệm ở năng lương 240 [Joh03] và 386 MeV [Ito11]. DWBA1 tương ứng với trường hợp TQH kênh ra và TQH kênh vào giống nhau, DWBA2 và liên kênh là trường hợp TQH kênh ra tính ở năng lượng
Elab−Ex và mật độ đường chéo ở trạng thái Hoyle lấy từ mẫu AMD [Eny07].
Tuy nhiên, trong thời gian dài người ta vẫn không thể phát hiện được trạng thái 2+2 này bằng thực nghiệm, bởi vì cường độ dịch chuyển điện trực tiếp từ trạng thái này về trạng thái thái cơ bản rất nhỏ và năng lượng kích thích của trạng thái này nằm lẫn trong vùng của phổ kích thích 0+3 (10.3 MeV) và 3−1 (9.64 MeV). Hầu hết các bằng chứng thực nghiệm về sự tồn tại của trạng thái này đều được rút ra từ các phân tích gián tiếp. Trong phổ các mức năng lượng kích thích của hạt nhân 12C , vùng 10 MeV là nơi tập trung của nhiều trạng thái kích thích như trạng thái 3−1 (9.64 MeV), 0+3 (10.3 MeV) và 1−1 (10.84 MeV).
Do đó để tìm kiếm thông tin chính xác về sự tồn tại của trạng thái 2+2 trong vùng này, thì cường độ (moment) dịch chuyển điện tích của các trạng thái này cần phải được xác định chính xác qua các số liệu tán xạ (α, α′)12C phi đàn hồi. Số liệu tiết diện tán xạ (α, α′)12C phi đàn hồi của tất cả các trạng thái này chỉ được đo trong thời gian gần đây ở các năng lượng 240 MeV [Joh03] và 386 MeV [Ito11].
Đầu tiên chúng tôi thực hiện các tính toán DWBA và phương pháp liên kênh cho tiết diện tán xạ (α, α′) phi đàn hồi ở trạng thái 3−1 và so sánh với các số liệu thực nghiệm đo ở 240 và 386 MeV [Joh03, Ito11]. Thế tán xạ α+12C được xây dựng từ tương tác CDM3Y6 phức và mật độ AMD [Eny07]. Kết quả tính toán DWBA1 thu được đã đưa đến giá trị cường độ dịch chuyển điện tích
B(E3; 3−1 → 0+1) ≈ 45 e2fm6 khá gần với các kết quả 34.3 và 35.9 e2fm6 thu được từ các tính toán DWBA tương tự [Joh03, Ito11]. Tuy nhiên kết quả này nhỏ hơn nhiều so với giá trị 87.1±1.3 e2fm6 thu được từ tán xạ (e, e′) [Kib02]. Các kết quả tính toán thu được từ DWBA2 và phương pháp liên kênh đưa đến giá trị B(E3; 3−1 → 0+1) ≈ 60 e2fm6 khá gần với số liệu thực nghiệm đo được trong tán xạ (e, e′) [Kib02]. Từ mối liên hệ giữa sự thiếu hụt cường độ với sự tăng mạnh hấp thụ ở trên, chúng tôi kết luận rằng phần ảo (phần hấp thụ) của TQH kênh ra 3−1 lớn hơn phần ảo của TQH kênh vào. Chúng tôi chú ý rằng mật độ đường chéo của trạng thái 3−1 được sử dụng để xây dựng thế TQH kênh ra 3−1 rất loãng so với trạng thái cơ bản với căn bậc hai trung bình bình phương bán kính của trạng thái này ⟨r2⟩1/2 ≈ 3.14 fm lớn hơn nhiều so với giá trị
⟨r2⟩1/2 ≈ 2.33 fm của trạng thái cơ bản tương ứng [Eny07]. Như vậy có mối liên hệ giữa sự tăng mạnh phần hấp thụ của TQH với cấu trúc pha loãng của hạt nhân ở trạng thái kích thích và các phân tích số liệu tiết diện tán xạ phi đàn hồi lên các trạng thái pha loãng này chỉ được thực hiện tốt bằng các phương pháp DWBA2 hoặc phương pháp liên kênh. Những kết quả giống nhau trong các tính toán DWBA2 và phương pháp liên kênh cũng cho thấy sự ảnh hưởng của
0 5 10 15 20 25 30 35 40 10 -2 10 -1 10 0 10 1 10 2 CC DW BA1 DW BA2 E x =9.64 MeV, J =3 - 12 C( , ') 12 C* E =240 MeV E =386 MeV d / d ( m b / s r ) x0.1 c.m. (deg)
Hình 2.14: Số liệu tán xạ α+12C phi đàn hồi ở trạng thái 3−
1 của hạt nhân 12C đo ở
Elab = 240 [Joh03] và 386 MeV [Ito11] so sánh với kết quả phân tích DWBA và liên kênh với thế folding sử dụng mật độ AMD [Eny07] và tương tác CDM3Y6.
những kênh tán xạ phi đàn hồi của các trạng thái có năng lượng Ex ≤15 MeV lên tiết diện tán xạ của kênh 3−1 là không đáng kể, sự tăng hấp thụ mạnh của trạng thái này chủ yếu là do sự pha loãng của hạt nhân. Nếu chúng ta muốn thu được giá trị B(E3; 3−1 → 0+1) ≈ 87 e2fm6 tương tự như số liệu tán xạ (e, e′), thì sự hấp thụ của kênh ra phải tăng thêm nữa tương ứng hạt nhân phải bị pha loãng hơn nữa.
Trạng thái kích thích tiếp theo trong vùng năng lượng 10 MeV được khảo sát ở đây là trạng thái 0+3 ở 10.3 MeV, một trạng thái cộng hưởng với độ rộng
của phổ năng lượng kích thích Γ ≈ 3MeV [End79, Fre09]. Khác với các trạng thái2+1 ,3−1 và trạng thái Hoyle ở trên, chúng ta vẫn chưa có số liệu thực nghiệm moment dịch chuyển điện tích M(E; 0+3 →0+1) đo từ thí nghiệm tán xạ (e, e′), nên các tính toán lý thuyết và số liệu thực nghiệm vẫn chưa thống nhất về mặt giá trị của M(E0; 0+3 →0+1). Các tính toán RGM đưa ra kết quả moment dịch chuyển điện tích M(E0; 0+3 → 0+1) bằng với M(E0; 0+2 → 0+1 ) ≈ 6.61 e fm2
của trạng thái Hoyle [Kam81], trong khi các tính toán AMD đã đưa đến giá trị 2.3 e fm2 [Eny07]. Có một sự chênh lệch nhỏ so với kết quả tính toán AMD là số liệu thực nghiệm 2.9 và 3.1 e fm2 thu được từ phân tích DWBA số liệu tán xạ (α, α′) phi đàn hồi ở 240 [Joh03] và 386 MeV [Ito11] tương ứng. Để có kết luận cuối cùng về moment dịch chuyển điện của trạng thái này, chúng tôi thực hiện tính toán tiết diện tán xạ (α, α′) bằng DWBA và phương pháp liên kênh. Thế dịch chuyển α+12C vi mô được xây dựng trong khuôn khổ mẫu folding sử dụng tương tác CDM3Y6 và mật độ AMD. Kết quả thu được so sánh với số liệu thực nghiệm đo ở năng lượng 240 [Joh03] đã đưa đến giá trị
M(E0; 0+3 → 01+) ≈ 2.9 e fm2. Sự khác nhau giữa các kết quả tính toán từ DWBA và phương pháp liên kênh chỉ chênh lệch một lượng nhỏ của tiết diện tán xạ ở những góc lớn. Hình 2.15 cho thấy tính toán DWBA1 đã không mô tả được tốt các điểm thực nghiệm ở những góc lớn [Joh03]. Kết quả tính toán DWBA2 đã cải thiện một phần so với tính toán DWBA1 nhưng vẫn chưa thể mô tả tốt các điểm thực nghiệm trên toàn bộ các góc phân bố như trong tính toán bằng phương pháp liên kênh. Như vậy, mặc dù có sự khác nhau không nhiều giữa tính toán DWBA và liên kênh cho tiết diện tán xạ phi đàn hồi lên trạng thái 0+3 ở năng lượng 240 MeV, nhưng các tính toán bằng phương pháp liên kênh là cần thiết để thảo luận chính xác cấu trúc của trạng thái 0+3 .
Ngoài hai trạng thái 3−1 và 0+3 , trong vùng năng lượng 10 MeV còn tồn tại trạng thái 1−1. Mặc dù trạng thái này đã được nhìn thấy trong các phổ thực nghiệm [Fre09, Fre12], cũng như được dự đoán trong các tính toán cấu trúc
0 5 10 15 20 25 10 -1 10 0 10 1 10 2 E =240 MeV CC DW BA1 DW BA2 c.m. (deg) d / d ( m b / s r ) 12 C( , ') 12 C* E x =10.3 MeV, J =0 +
Hình 2.15: Số liệu tán xạ α+12C phi đàn hồi ở trạng thái 0+3 của hạt nhân 12C đo ở
Elab = 240 [Joh03] so sánh với kết quả phân tích DWBA và liên kênh với thế folding sử dụng mật độ AMD [Eny07] và tương tác CDM3Y6.
cụmα [Kam81, Eny07] nhưng vẫn chưa có kết luận thống nhất về momnet dịch chuyển điện tích của trạng thái này. Tính toán AMD đã đưa đến kết quả moment dịch chuyển điện tích M(E0; 1−1 → 0+1) ≈ 1.58 efm3 [Eny07], giá trị lơn hơn nhiều so với giá trị 0.31 ± 0.04 efm3 [Joh03] thu được từ phân tích DWBA [Joh03]. Trong luận án này, moment dịch chuyển điện tích M(E0; 1−1 → 0+1) của trạng thái 1−1 được tính từ các tính toán DWBA và phương pháp liên kênh cho tiết diện tán xạ (α, α′)12C phi đàn hồi ở năng lượng 240 MeV [Joh03]. Hình 2.16 cho thấy kết quả tính toán bằng phương pháp liên kênh của chúng tôi chỉ
phù hợp với số liệu thực nghiệm khi mật độ AMD được hiệu chỉnh tương ứng với giá trị M(E0; 1−1 → 0+1 ) ≈ 0.34 efm3. Kết quả này phù hợp với giá trị, 0.31 ±0.04 efm3, thu được từ tính toán DWBA của nhóm nghiên cứu thuộc trường Texas A&M [Joh03]. Từ các kết quả DWBA và phương pháp liên kênh
0 3 6 9 12 15 10 -2 10 -1 10 0 10 1 E =240 MeV CC DW BA1 DW BA2 c.m. (deg) d / d ( m b / s r ) 12 C( , ') 12 C* E x =10.84 MeV, J =1 -
Hình 2.16: Số liệu tán xạ α+12C phi đàn hồi ở trạng thái 1−
1 của hạt nhân 12C đo ở
Elab = 240 [Joh03] so sánh với kết quả phân tích DWBA và liên kênh với thế folding sử dụng mật độ AMD [Eny07] và tương tác CDM3Y6.
chỉ ra trong hình 2.16 cho thấy có sự ảnh hưởng của sự kích thích gián tiếp lên tiết diện của trạng thái 1−1 , đặc biệt là những kích thích từ trạng thái Hoyle và từ trạng thái 2+2 (xem chi tiết trong bảng 2.3).