Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu hiệu ứng cầu vồng và cơ chế chuyển alpha trong tán xạ \(^{{\text{12}}}{\text{C}}{{\text{ + }}^{{\text{12}}}}{\text{C}}\) và \(^{{\text{16}}}{\text{O}}{{\text{ + }}^{{\text{12}}}}{\text{C}}\) ở năng lượng thấp và trung bình

Chia sẻ: Cố Linh Thư | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:152

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án "Nghiên cứu hiệu ứng cầu vồng và cơ chế chuyển alpha trong tán xạ \(^{{\text{12}}}{\text{C}}{{\text{ + }}^{{\text{12}}}}{\text{C}}\) và \(^{{\text{16}}}{\text{O}}{{\text{ + }}^{{\text{12}}}}{\text{C}}\) ở năng lượng thấp và trung bình" được trình bày theo ba chương như sau: chương 1 - Cơ sở lý thuyết mô tả tán xạ hạt nhân-hạt nhân; chương 2 - Nghiên cứu hiệu ứng cầu vồng hạt nhân trong tán xạ \(^{{\text{12}}}{\text{C}}{{\text{ + }}^{{\text{12}}}}{\text{C}}\) và \(^{{\text{16}}}{\text{O}}{{\text{ + }}^{{\text{12}}}}{\text{C}}\); chương 3 - Nghiên cứu cơ chế chuyển α trong tán xạ \(^{{\text{16}}}{\text{O}}{{\text{ + }}^{{\text{12}}}}{\text{C}}\). Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu hiệu ứng cầu vồng và cơ chế chuyển alpha trong tán xạ \(^{{\text{12}}}{\text{C}}{{\text{ + }}^{{\text{12}}}}{\text{C}}\) và \(^{{\text{16}}}{\text{O}}{{\text{ + }}^{{\text{12}}}}{\text{C}}\) ở năng lượng thấp và trung bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM ----------------------------- NGUYỄN HOÀNG PHÚC NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG CẦU VỒNG VÀ CƠ CHẾ CHUYỂN ALPHA TRONG TÁN XẠ 12C+12C VÀ 16O+12C Ở NĂNG LƯỢNG THẤP VÀ TRUNG BÌNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ HÀ NỘI – 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM ----------------------------- NGUYỄN HOÀNG PHÚC NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG CẦU VỒNG VÀ CƠ CHẾ CHUYỂN ALPHA TRONG TÁN XẠ 12C+12C VÀ 16O+12C Ở NĂNG LƯỢNG THẤP VÀ TRUNG BÌNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Đào Tiến Khoa Chuyên ngành: Vật lý Nguyên tử và Hạt nhân Mã số: 9.44.01.03 Hà Nội – 2022
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi. Các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án được lấy từ các kết quả tính toán của tôi hoặc được trích dẫn từ các bài báo có sự tham gia trực tiếp của tôi và các cộng sự. Các kết quả trình bày trong luận án là trung thực và không trùng lặp với bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Hoàng Phúc
LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hiện luận án, nghiên cứu sinh đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của nhiều người. Nhân đây, với lòng biết ơn và kính trọng, nghiên cứu sinh xin gửi lời cám ơn chân thành tới: Thầy hướng dẫn GS.TS. Đào Tiến Khoa, thầy đã tận tình, chu đáo chỉ dẫn và định hướng nghiên cứu khoa học cho nghiên cứu sinh. Thầy cũng luôn động viên, tạo điều kiện thuận lợi nhất để nghiên cứu sinh hoàn thành luận án. Viện Khoa học và kỹ thuật Hạt nhân đã tạo điệu kiện thuận lợi nhất cho nghiên cứu sinh trong thời gian học tập và hoàn thành luận án. Trung Tâm Đào Tạo đã tạo điều kiện thuận lợi giúp nghiên cứu sinh giải quyết các thủ tục hành chính trong thời gian thực hiện luận án. Các đồng nghiệp tại Trung tâm Vật lý Hạt nhân đã giúp đỡ, động viên trong thời gian nghiên cứu sinh thực hiện luận án. Đặc biệt TS. Đỗ Công Cương, ThS. Bùi Duy Linh đã đọc kỹ và góp ý cho luận án. Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia (NAFOSTED) đã tài trợ kinh phí cho nghiên cứu sinh qua các đề tài do GS.TS Đào Tiến Khoa, TS. Đỗ Công Cương chủ nhiệm Cuối cùng, nghiên cứu sinh cảm ơn tất cả những người thương yêu trong gia đình, giúp đỡ và chia sẻ với tôi những hạnh phúc, khó khăn trong công việc để nghiên cứu sinh có thể hoàn thành luận án này.
Mục lục Danh mục hình vẽ iii Danh mục bảng ix Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt xii Phần mở đầu 1 1 Cơ sở lý thuyết mô tả tán xạ hạt nhân-hạt nhân 15 1.1 Hệ phương trình liên kênh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.2 Mẫu quang học hạt nhân cho tán xạ đàn hồi . . . . . . . . . 19 1.3 Hệ phương trình liên kênh cho tán xạ phi đàn hồi . . . . . . . 26 1.4 Mẫu folding kép cho thế tán xạ hạt nhân-hạt nhân . . . . . . 29 1.4.1 Mẫu folding kép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 1.4.2 Mật độ hạt nhân . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.5 Tương tác NN hiệu dụng và số hạng RT . . . . . . . . . . . . 38 2 Nghiên cứu hiệu ứng cầu vồng hạt nhân trong tán xạ hạt 12 C−12 C và 16 O−12 C 49 2.1 Cầu vồng hạt nhân . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.1.1 Cầu vồng hạt nhân trong tán xạ đàn hồi . . . . . . . . 49 2.1.2 Cầu vồng hạt nhân trong tán xạ phi đàn hồi . . . . . 53 2.2 Mô tả hiệu ứng cầu vồng hạt nhân trong tán xạ đàn hồi 12 C−12 C và 16 O−12 C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.2.1 Tán xạ 12 C−12 C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.2.2 Tán xạ 16 O−12 C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2.3 Cầu vồng hạt nhân trong tán xạ phi đàn hồi ở hệ 12 C−12 C và 16 O−12 C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 2.3.1 Phân tách biên độ tán xạ phi đàn hồi . . . . . . . . . 70 i
ii 2.3.2 Tán xạ phi đàn hồi 12 C−12 C tại Elab = 240 MeV và 16 O−12 C tại Elab = 200 MeV theo tính toán CC . . . 73 3 Nghiên cứu cơ chế chuyển α trong tán xạ 16 O−12 C 83 16 12 3.1 Mô tả OM cho tán xạ đàn hồi O− C tại các năng lượng thấp từ 100 đến 132 MeV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.2 Các thông số đầu vào cho hệ phương trình CRC đối với quá trình chuyển α đàn hồi 12 C (16 O,12 C)16 O . . . . . . . . . . . 88 3.3 Quá trình chuyển α đàn hồi trực tiếp và ảnh hưởng của nó lên cầu vồng hạt nhân của hệ 16 O−12 C . . . . . . . . . . . . . . 92 3.3.1 Quá trình chuyển α trực tiếp . . . . . . . . . . . . . . 92 3.3.2 Ảnh hưởng của quá trình chuyển α đàn hồi lên cầu vồng hạt nhân trong hệ 16 O−12 C . . . . . . . . . . . 95 3.4 Chuyển α gián tiếp qua các trạng thái kích thích của 16 O và lõi 12 C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Kết luận và kiến nghị 111 Danh mục công trình liên quan đến luận án 115 Tài liệu tham khảo 117 PHỤ LỤC 129 ii
Danh mục hình vẽ 1 Các đường đi của tia sáng đi vào giọt nước hình cầu được đánh số từ 1 đến 12 và rời khỏi giọt nước sau quá trình khúc xạ-phản xạ-khúc xạ. Hình minh họa được lấy từ [3]. . . . . . 2 2 Đồ thị của tích phân Airy Ai(x) với x tỷ lệ với Θ − ΘR , x = 0 tương ứng với Θ = ΘR , trong đó Θ là góc lệch của tia sáng ra khỏi giọt nước so với tia tới, ΘR là góc lệch cực đại. Hình minh họa được lấy từ [2]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 Hình bên trái: Quỹ đạo của sóng riêng phần bị khúc xạ bởi lực hút hạt nhân và lực đẩy Coulomb. Hình bên phải: Góc lệch (góc khúc xạ) Θ của các sóng riêng phần tương ứng. Hình minh họa được lấy từ [5]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4 Mô tả tiết diện tán xạ đàn hồi 16 O+28 Si tại Elab = 142.5 MeV. Đường liền nét là kết quả tính toán lại của NCS theo OM. Dữ liệu thực nghiệm và OP dưới dạng WS được lấy từ [6]. . . . . 5 5 Hiệu ứng cầu vồng hạt nhân trong tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 200MeV [7], đường liền nét là kết quả tính toán lại của NCS dựa trên OM với OP có dạng hiện tượng luận WS được lấy từ [7]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 6 Phân bố góc của tiết diện tán xạ đàn hồi và phi đàn hồi đến trạng thái kích thích 2+ 12 12 1 của bia C trong tán xạ C− C tạị 12 Elab =240 MeV (phần trên) [12, 13] và 16 O−12 C tại Elab =200 MeV (phần dưới) [7, 29]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 7 Hiệu ứng cầu vồng hạt nhân trong tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 132 MeV [7, 16], đường liền nét là kết quả tính toán lại của NCS dựa trên OM với OP có dạng hiện tượng luận Woods-Saxon [7]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 8 Mô tả động học của quá trình tán xạ đàn hồi và chuyển α đàn hồi ở hệ 16 O−12 C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.1 Mối liên hệ các tọa độ được sử dụng trong mẫu folding kép, rp và rt lần lượt là vecto bán kính của nucleon ở trong hạt nhân bắn tới và hạt nhân bia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 iii
iv 1.2 Năng lượng trạng thái cơ bản (trên nucleon) của chất hạt nhân đối xứng tại các mật độ khác nhau được tính toán theo HF (1.85)-(1.86) sử dụng phiên bản tương tác CDM3Y3 và CDM3Y6 (1.95). Chấm tròn trên độ thị là điểm bảo hòa (với E/A ≈ −15.9 MeV tại ρ0 ≈ 0.17 fm−3 ). . . . . . . . . . . . . 43 1.3 Sự phụ thuộc mật độ ∆F0 (ρ) của thành phần RT (1.99) thu được từ việc biểu diễn thành phần RT theo định lý HvH (1.98) và sử dụng biểu thức (1.100). Các kết quả được chỉ ra bởi hình vuông và tròn tương ứng với tương tác CDM3Y3 và CDM3Y6. Đường liền nét là kết quả của hàm phụ thuộc mật độ (1.102) với các tham số ở Bảng 1.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.1 Dữ liệu tiết diện tán xạ đàn hồi α+58 Ni tại Elab = 139 MeV được mô tả theo OM với hai lựa chọn phần thực WS của OP có độ sâu thế lần lượt là V0 = −116.4 và V0 = −180.0 MeV [8]. Phân tích Near/Far được thực hiện tương ứng với trường hợp V0 = −116.4 MeV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.2 Kết quả thế folding tổng (HF+RT) (1.104) sử dụng tương tác CDM3Y3 cho tán xạ đàn hồi 12 C−12 C tại Elab = 240 MeV (đường gạch nối) được so sánh với hai trường hợp gồm chỉ có thành phần HF (đường chấm) và hai thành phần (HF+RT) được tái chuẩn với hệ số NR = 1.135 (đường liền nét) (xem Bảng 2.1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.3 Phần trên: Mô tả số liệu tiết diện tán xạ đàn hồi tại Elab = 240 MeV [12, 13] trong khuôn khổ OM với ba trường hợp thế thực folding (1.104) như đã được chỉ ra ở Hình 2.2, phần ảo của OP được lấy như ở Bảng 2.1. Phần dưới: Tán xạ đàn hồi và đóng góp của thành phần tán xạ Far-side của 12 C−12 C tương ứng với các cường độ phần ảo khác nhau. A1 chỉ vị trí đầu tiên của cực tiểu Airy được theo sau bởi vai cầu vồng. . . . . . . . 58 2.4 Mô tả số liệu tiết diện tán xạ đàn hồi 12 C−12 C tại Elab = 139.5 và 158.8 MeV [11] trong khuôn khổ OM với kết quả làm khớp thực nghiệm gồm phần thực thế folding (HF+RT) và thế ảo WS được lấy từ Bảng 2.1 (đường liền nét). Tiết diện tán xạ Far-side được cho bởi tính toán OM bỏ qua đối xứng Mott với các cường độ hấp thụ W0 của thế ảo khác nhau (đường gạch nối và đường chấm), Ak là cực tiểu Airy thứ k. . . . . . . . . 60 2.5 Tương tự như Hình 2.4 nhưng cho trường hợp năng lượng Elab = 288.6, 360 MeV [14]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 iv
2.6 Kết quả thế folding tổng (HF+RT) (1.104) sử dụng tương tác CDM3Y3 ứng với trường hợp tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 200 MeV (đường gạch nối) được so sánh với trường hợp chỉ có thành phần HF (đường chấm), thế folding tổng (HF+RT) được tái chuẩn với hệ số NR = 0.99 (đường liền nét) để làm khớp với dữ liệu thực nghiệm (xem Bảng 2.2). . . 63 2.7 Phần trên: Mô tả số liệu tiết diện tán xạ đàn hồi tại Elab = 200 MeV [7] trong khuôn khổ OM với ba trường hợp thế thực folding (1.104) như đã được chỉ ra ở Hình 2.6, phần ảo của OP được lấy như ở Bảng 2.1. Phần dưới: Tán xạ đàn hồi và đóng góp của thành phần tán xạ Far-side của 16 O−12 C tương ứng với các cường độ phần ảo khác nhau. A1 chỉ vị trí đầu tiên của cực tiểu Airy được theo sau bởi vai cầu cầu vồng. . . . . 64 2.8 Mô tả số liệu tiết diện tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 170, và 181 MeV [7, 17, 18] trong khuôn khổ OM với kết quả làm khớp thực nghiệm gồm phần thực thế folding (HF+RT) và thế ảo WS được lấy từ Bảng 2.2 (đường liền nét). Tiết diện tán xạ Far-side cho các trường hợp với cường độ hấp thụ W0 của thế ảo khác nhau (đường gạch nối và đường chấm), Ak là cực tiểu Airy thứ k. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 2.9 Tương tự như Hình 2.8, nhưng cho tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 230, 260, và 281 MeV [7, 17, 18]. . . . . . . . . . . 67 2.10 Tương tự như Hình 2.8, nhưng cho tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 300, 330, và 608 MeV [18, 19, 76]. . . . . . . . . . . 68 2.11 Mô tả số liệu tiết diện tán xạ đàn hồi và phi đàn hồi (đường liền nét) đối với trạng thái kích thích của 12 C tại năng lượng Elab = 240 MeV theo phương pháp CC. Kết quả tính toán được so sánh với dữ liệu thực nghiệm [12, 13]. Đường gạch- chấm, chấm, và gạch-chấm-chấm lần lượt là tiết diện tương tứng với các biên độ con K = 2, 0 và -2. Đường gạch nối là tiết diện của thành phần Far-side của tán xạ đàn hồi (2.2) và phi đàn hồi (2.6). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 2.12 Tương tự như ở Hình 2.11 nhưng cho tán xạ đàn hồi và phi đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 200 MeV [7, 29]. . . . . . . . . . 76 2.13 Các kết quả tính toán CC tương tự như ở Hình 2.12 nhưng với tán xạ đàn hồi và phi đàn hồi có cường độ hấp thụ của phần ảo giảm W → W0 /3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 2.14 Các tính toán CC cho tán xạ phi đàn hồi đến trạng thái kích − thích 0+2 (phần trên) và 31 (phần dưới) của 12 C trên hệ tán 16 12 xạ O− C tại Elab = 200 MeV. . . . . . . . . . . . . . . . . 80 v
vi 3.1 Mô tả OM cho tiết diện tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 100, 115.9 MeV [20] với kết quả làm khớp gồm phần thực thế folding và thế ảo WS được lấy từ Bảng 3.1 (đường liền nét). Tiết diện tán xạ Far-side được cho bởi tính toán OM với các cường độ hấp thụ W0 của thế ảo khác nhau (đường gạch nối và đường chấm), Ak là cực tiểu Airy thứ k. . . . . . . . . . . 85 3.2 Mô tả OM cho tiết diện tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 124, 132 MeV [16, 20] với kết quả làm khớp gồm phần thực thế folding và thế ảo WS được lấy từ Bảng 3.1 (đường liền nét). Tiết diện tán xạ Far-side được cho bởi tính toán OM với các cường độ hấp thụ W0 của thế ảo khác nhau (đường gạch nối và đường chấm), Ak là cực tiểu Airy thứ k. . . . . . . . . . . 86 3.3 Mô tả OM cho tiết diện tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 115.9 MeV [20] được cho bởi kết quả làm khớp với thực nghiệm của OP (đường liền nét). Trong đó phần thực được xác định bởi thế folding, phần ảo bao gồm số hạng thể tích và số hạng bề mặt. Các biểu hiện khác nhau của tiết diện thành phần Near-side ở góc lớn khi thay đổi giá trị độ nhòe aW . . . . . . 87 3.4 Mô tả tiết diện tán xạ đàn hồi tổng 16 O−12 C tại Elab = 100, 115.9 và 124.0 MeV [20] bằng phương pháp CRC. Tiết diện tán xạ đàn hồi (đường gạch nối) thu được từ tính toán OP như ở Bảng 3.1. Tiết diện chuyển α đàn hồi (đường chấm) được cho bởi tính toán CRC với giá trị làm khớp thực nghiệm Sα ≈ 1.96. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3.5 Tương tự như Hình 3.4 nhưng cho dữ liệu tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 132 [7, 16] và 300 MeV [19]. Trường hợp Elab = 300 MeV, OP được lấy từ Bảng 2.2 . . . . . . . . . . . 94 3.6 Mô tả CRC hai kênh (đường liền nét ) cho dữ liệu tán xạ đàn hồi tại Elab = 115.9 MeV [20] và 132 MeV [7, 16]. Tiết diện tán xạ đàn hồi tổng (3.6) của hệ 16 O−12 C được phân tích thành thành phần Near-side (đường chấm) và thành phần Far- side(đường gạch nối) theo phương pháp Fuller [71]. . . . . . . 96 3.7 Mô tả OM của dữ liệu tán xạ đàn hồi 16 O−12 C đo tại Elab = 115.9 MeV [20] và 132 MeV [7, 16], sử dụng OP độc lập với L như ở Hình 3.1 và 3.2 (đường gạch nối) và OP được thêm thế ảo phụ thuộc L theo biểu thức (3.10) (đường liền nét) . . . . 97 vi
3.8 Các yếu tố ma trận S -matrix được cho bởi tính toán OM của tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại 132 MeV bằng cách sử dụng OP độc lập (đường chấm) và phụ thuộc (đường liền nét) tính chẳn lẻ L và yếu tố ma trận tổng S -matrix được cho bởi tính toán CRC hai kênh (đường gạch nối). . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.9 Phần ảo của thế Majorana được tính bằng phương pháp nghịch đảo lặp nhiễu loạn (đường liền nét) cho hệ tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại 132 MeV [97]. Thế ảo này được so sánh với thế ảo Majorana hiện tượng luận như ở (3.10). . . . . . . . . . . 100 3.10 Sơ đồ liên kênh của 10 kênh phản ứng (5 kênh ở Hình bên trái và 5 kênh ở Hình bên phải) được đưa vào trong tính toán trong phân tích CRC của tán xạ đàn hồi 16 O−12 C, bao gồm quá trình chuyển α trực tiếp và gián tiếp. . . . . . . . . . . . 102 3.11 Mô tả CRC mười kênh cho dữ liệu tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 100 và 115.9 MeV [20] (đường liền nét). Kết quả này được so sánh với trường hợp chỉ tính CC cho thuần tán xạ đàn hồi, bỏ qua quá trình chuyển α (đường gạch-chấm) hoặc bao gồm tính toán CRC chuyển trưc tiếp hai kênh (đường chấm) và CRC chuyển trực tiếp và gián tiếp 4 kênh thông qua trạng thái 2+1 của lõi 12 C (đường gạch nối). . . . . . . . . . . . . . . 105 3.12 Tương tự như Hình 3.11 nhưng cho trường hợp dữ liệu tán xạ đàn hồi được đo tại Elab = 132 MeV [7, 16] và 300 MeV [19]. . 106 3.13 Mô tả CRC mười kênh (đường liền nét) của dữ liệu tán xạ đàn hồi 16 O−12 C được đo tại Elab = 115.9 và 124 MeV [20]. Tiết diện đàn hồi 16 O−12 C tổng (3.6) được phân tách thành thành phần Near-side (đường chấm) và Far-side (đường gạch nối) sử dụng phương pháp của Fuller [71]. . . . . . . . . . . . . . . . 109 vii
Danh mục bảng 1.1 Các tham số c và a và ρ0 của hàm phân bố Fermi hai tham số áp dụng cho mật độ hạt nhân ở trạng thái cơ bản với giá ex trị Rr.m.s tương ứng được so sánh với Rr.m.s thực nghiệm thu được từ tán xạ electron [50]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.2 Các tham số phụ thuộc mật độ của hàm F0 (ρ) của tương tác CDM3Yn (1.96) và các tham số của hàm hiệu chỉnh ∆F0 (ρ) (1.102) tương ứng. Độ nén hạt nhân K thu được trong tính toán HF của chất hạt nhân đối xứng tại mật độ bảo hòa ρ0 ≈ 0.17 fm−3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.1 Các tham số WS của OP được xác định từ làm khớp số liệu thực nghiệm cho tán xạ đàn hồi 12 C−12 C tại các năng lượng Elab = 139.5 − 360 MeV. NR là hệ số tái chuẩn của phần thực thế folding sử dụng tương tác CDM3Y3, JV và JW lần lượt là tích phân thể tích của phần thực và phần ảo của OP, σR là tiết diện phản ứng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 2.2 Các tham số WS của OP được xác định từ làm khớp số liệu thực nghiệm cho tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại các năng lượng Elab = 170 − 608 MeV. NR là hệ số tái chuẩn của phần thực thế folding sử dụng tương tác CDM3Y3, JV và JW lần lượt là tích phân thể tích của phần thực và phần ảo của OP, σR là tiết diện phản ứng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 2.3 Các tham số OP được sử dụng trong tính toán CC mô tả tán xạ đàn hồi và phi đàn hồi kích thích 2+ 12 1 của C. Các tham số này được làm khớp với thực nghiệm với JV và JW lần lượt là tích phân thể tích của phần thực và phẩn ảo của OP. . . . . . 74 3.1 Các tham số làm khớp với thực nghiệm của OP trong phân tích OM của tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 100 − 132 MeV. NR là hệ số tái chuẩn của phần thực thế folding sử dụng tương tác CDM3Y3, JV và JW lần lượt là tích phân thể tích của phần thực và phần ảo của OP, σR là tiết diện phản ứng. . 84 ix
x 3.2 Hệ số phổ Sα rút ra từ phân tích hai kênh phản ứng tán xạ đàn hồi và chuyển α đàn hồi ở hệ 16 O−12 C, giá trị thu được được so sánh với các giá trị phân tích trước đây từ các phân tích DWBA và CRC cho quá trình chuyển α đàn hồi 12 C (16 O,12 C)16 O. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.3 Giá trị Sα được sử dụng trong phân tích CRC, bao gồm quá trình chuyển α trực tiếp và gián tiếp qua trạng thái cơ bản và kích thích của 16 O. Các giá trị này được lấy theo tính toán SM[40]. Số lượng tử chính N và mô men góc L tương ứng với cấu hình α+12 C được cho bởi quy tắc Wildermuth (3.3). . . . 102 3.4 Hệ số phổ Sα được tiên đoán bởi các mô hình cấu trúc khác nhau cho sự phân tách 16 O→ α+12 C, trong đó lõi 12 C ở trong trạng thái cơ bản và kích thích 2+ 1 tại 4.44 MeV. Giá trị hệ số phổ Sα được sử dụng trong tính toán CRC phân tích tán xạ đàn hồi 16 O−12 C này (ở dòng cuối cùng) thu được trong tính toán SM [40]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.5 Các tham số OP theo biểu thức (2.13) được sử dụng trong phân tích CRC mười kênh ( bao gồm chuyển α trực tiếp và gián tiếp) của tán xạ đàn hồi 16 O−12 C tại Elab = 100 − 300 MeV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 x
xi
xii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Ký hiệu, Tiếng Anh Tiếng Việt chữ viết tắt AMD Antisymmetric Molecular Động lực học phân tử phản Dynamics đối xứng BHF Brueckner-Hartree-Fock Brueckner-Hartree-Fock BM Bohr-Mottelson Bohr-Mottelson CC Coupled Channel Liên kênh C.M. Center of Mass Khối tâm CRC Coupled Reaction Channel Liên kênh phản ứng DDM3Y Density Dependent Tương tác M3Y M3Y interaction phụ thuộc mật độ DPP Dynamic Polarization Thế phân cực động Potential DWBA Distorted Waves Born Xấp xỉ Born sóng méo Approximation el. elastic Đàn hồi Exp. Experiment Thực nghiệm HF Hartree-Fock Hartree-Fock HvH Hugenholtz van Hove Hugenholtz van Hove ine. inelastic Phi đàn hồi lab laboratory phòng trí nghiệm NN Nucleon-Nucleon Nucleon-Nucleon OCM Orthogonality Condition Mô hình điều kiện trực giao Model OM Optical Model Mẫu quang học xii OP Optical Potential Thế quang học
RGM Resonating Group Method Mô hình nhóm cộng hưởng r.m.s root mean square căn quân phương RT Rearrangment Term Số hạng tái chỉnh hợp SM Shell Model Mẫu vỏ VLHN Vật lý hạt nhân WS Woods-Saxon Woods-Saxon xiii
Phần mở đầu Kể từ khi Rutherford khám phá ra cấu trúc nguyên tử qua thí nghiệm tán xạ α lên bia vàng vào năm 1911, tán xạ hạt nhân-hạt nhân luôn là hướng nghiên cứu quan trọng của vật lý hạt nhân (VLHN) hiện đại nhằm xác định thông tin cấu trúc, thế tương tác hạt nhân, tiết diện phản ứng vv....Tán xạ hạt nhân là quá trình phức tạp, trong đó có nhiều kênh tán xạ có thể xảy ra trong quá trình va chạm của hai hạt nhân và các kênh tán xạ này ảnh hưởng lẫn nhau. Mô hình đơn giản nhất mô tả quá trình tán xạ là mẫu quang học (Optical Model, viết tắt là OM) mô tả tán xạ đàn hồi thông qua phương trình đơn kênh [1, 2] E − K − U (R) χ(R) = 0, (1) với χ(R) là hàm sóng mô tả quá trình tán xạ, E và K lần lượt là năng lượng và toán tử động năng, U (R) là thế tương tác tại khoảng cách R của hai hạt nhân. Thế này có dạng phức U = V + iW , trong đó thế thực V đặc trưng cho tương tác hạt nhân-hạt nhân và thế ảo W đặc trưng cho sự mất cường độ dòng từ kênh đàn hồi sang các kênh không đàn hồi. Việc mô tả quá trình tán xạ đàn hồi với thế tán xạ có dạng phức cũng tương tự như việc mô tả ánh sáng tán xạ lên quả cầu hấp thụ với chiết suất phức. Do đó mô hình đơn kênh này được gọi là mẫu quang học và thế tương tác U được gọi là thế quang học (Optical Potential, viết tắt là OP). Trong lý thuyết tán xạ, việc xác định OP đóng vai trò quan trọng giúp chúng ta thu được nhiều thông tin về thế tương tác hạt nhân. Quá trình tán xạ hạt nhân cũng tương đồng với sóng ánh sáng tán xạ 1
2 lên quả cầu (chẳng hạn giọt nước). Trong đó, xuất hiện hiệu ứng cầu vồng hạt nhân tương tự như hiệu ứng cầu vồng khí quyển trong tự nhiên. Để minh họa quá trình hình thành cầu vồng khí quyển, ánh sáng đi vào giọt nước có thể được mô tả thành quỹ đạo của các tia sáng theo như Hình 1 [3]. Xét Hình 1: Các đường đi của tia sáng đi vào giọt nước hình cầu được đánh số từ 1 đến 12 và rời khỏi giọt nước sau quá trình khúc xạ-phản xạ-khúc xạ. Hình minh họa được lấy từ [3]. trường hợp các tia sáng trải qua quá trình khúc xạ, phản xạ, khúc xạ và rời khỏi giọt nước, ta có thể thấy sự thay đổi góc lệch của tia sáng rời giọt nước (so với tia đến) phụ thuộc vào khoảng cách từ tâm giọt nước đến các tia sáng (tính theo phương đến của các tia sáng). Hiệu ứng vật lý thú vị ở đây là có sự gia tăng cường độ ánh sáng xung quanh góc lệch ứng với các tia 7, 8, 9. Cầu vồng khí quyển là hiện tượng mà ta quan sát ánh sáng được tăng cường ở góc lệch này. Hình 1 là mô hình đơn giản mô tả đường đi của các tia sáng, nó không mô tả được bản chất sóng của ánh sáng. Vào thế kỉ 19, S. George Airy đã sử dụng khái niệm mặt sóng ánh sáng của Huygens thay vì các tia sáng quang học như ở Hình 1. Airy đã chứng minh có sự tự giao thoa của 2