تحلیل نیم میکروسکوپیکی پاشندگی برخوردهای هسته-هسته ای

رهیافت پتانسیلی، بطور گسترده برای توصیف پراکندگی کشسان و واکنش های هسته ای در برخوردهای هسته-هسته ای در بازه انرژی از چند تا 100 مگا الکترون ولت بر نوکلئون بکار رفته است. ماهیت رهیافت پتانسیلی عبارت است از اینکه دستگاهی با دو هسته بر هم کنش گر با انرژی معین در کانال کشسان، باتابع موج مدلی توصیف می شود که از حل معادله تک ذره ای شرودینگر با "پتانسیل موثر" بدست می آید. مسئله اصلی رهیافت پتانسیلی ساختن پتانسیل موثر بر اساس نمایش های مدلی و داده های تجربی مربوط به بر هم کنش هسته-هسته ای است. مهمترین ویژگی های پتانسیل موثر عبارتند از: غیر مکانی بودن، مختلط بودن و بستگی به انرژی. پتانسیل موثر را می توان به صورت حاصل جمع دو جمله در نظر گرفت. جمله اول، مولفه استاتیکی پتانسیل، واکنش هسته ها را در حالت پایه شان نشان می دهد و این مولفه را اغلب "پتانسیل میدان میانگین" می نامند. دومین جمله شامل اطلاعاتی درباره همه کانال های ناکشسان ممکن بر هم کنش هسته های بر هم کنش گر، به علاوه کانال هایی با باز توزیع ذرات، تلاشی و آمیزش این هسته ها می باشند. این جمله معمولا "پتانسیل قطبیده دینامیکی" نامیده می شود. یکی از دلایل اساسی عدم وابستگی به مکان پتانسیل موثر، مربوط به اثر اصل پائولی است که منجر به پیدایش مولفه های تبادلی در پتانسیل موثر می شود. در نتیجه گذار معمولی به نمایش مکانی، بستگی اضافی پتانسیل موثر به انرژی بدست می آید. از سوی دیگر طبیعت پتانسیل قطبیده دینامیکی ارتباط و پیوند تنگاتنگی با ساختار هسته های بر هم کنش گر و کانال های بر هم کنش آن ها دارد، که این ارتباط بستگی انرژی "اصلی" آن را تعیین می کند. در بازه هایی از انرژی این طبیعت بسته به موقعیت آستانه ها و ساختار کانال های بر هم کنش، و بسته به طبیعت و قرارگیری مقابل ترازها و پهنای حالت های برانگیخته هسته های بررسی شده. شامل حالت هسته مرکب، ممکن است رفتار غیر عادی با حتی تشدیدی داشته باشد. ویژگی های تحلیلی پتانسیل موثر، مانند وابستگی مختلط انرژی، که بوسیله اصل علیت محدود می شوند، نقش مهمی را ایفا می کنند. این ویژگی ها منجر به رابطه پاشندگی بین بخش های حقیقی و موهومی پتانسیل قطبیده دینامیکی می شوند. یکی از رهیافت های اصلی حل مسئله ساختن پتانسیل موثر هسته-هسته ای، روش پدیده شناختی است. در این رهیافت، کل پتانسیل موثر به وسیله توابع مختلط مکانی مسافت میان مراکز جرم هسته ها به کمک پارامتر کردن های مختلف مدل سازی می شود. مزیت مهم رهیافت پدیده شناختی، سادگی و راحتی در کاربردهای عملی است. اشکال اصلی این رهیافت، عدم یقین در تعیین پارامترهای مورد جستجوست، مشاهده پدیده رنگین کمان هسته ای برای پراکندگی کشسان هسته های متوسط در انرژی های تا 100 مگا الکترون ولت بر نوکلئون کمک شایانی به رفع این عدم یقین ها کرد. رهیافت دیگری که برای ساخت پتانسیل موثر بکار میرود، رهیافت میکروسکوپیکی است؛ که عبارت است از "کوشش برای فهمیدن بر هم کنش دو هسته بوسیله حرکت و بر هم کنش نوکلئون های منفرد تشکیل دهنده آن ها". در رهیافت میکروسکوپیکی دو جنبه اصلی وجود دارد: 1- اطلاعات ساختاری که شامل تابع های موج هسته ای است. مسئله عبارتست از وجود مدل ساختاری یکسان که در کاربرد عملی محاسبه مولفه های عناصر ماتریسی مناسب باشد. 2- بر هم کنش بین نوکلئون های هسته های پر تابه و هسته هدف. این بر هم کنش، بر هم کنش نوکلئون های آزاد نیست، در محیط هسته ای رخ می دهد و بنابر این بر هم کنش موثر می باشد. محاسبه میکروسکوپیکی مولفه دینامیکی پتانسیل موثر مسئله بسیار سختی است. رهیافت دیگری که بطور گسترده برای ساختن پتانسیل موثر بکار می رود رهیافت نیم میکروسکوپیکی است که در آن محاسبه میکروسکوپیکی میدان میانگین و ساخت پدیده شناختی پتانسیل قطبیده دینامیکی با هم ترکیب می شوند. ویرایش" استاندارد " این رهیافت که در آن سهم بخش حقیقی پتانسیل قطبیده دینامیکی با باز بهنجارش ساده میدان میانگین محاسبه شده عوض می شود، بطور گسترده ای بکار رفته است. ثابت نابهنجارش پارامتر آزاد است. اما در این حالت بخش های حقیقی و موهومی پتانسیل قطبیده دینامیکی متقابلا بهم مربوط نمی باشند. در نتیجه آن ها رابطه پاشندگی را برآورده نمی کنند. بعلاوه همگون سازی بخش های حقیقی و موهومی پتانسیل قطبیده دینامیکی با شکل میدان میانگین کاملا درست به چشم نمی آید. در این پایان نامه، تحلیل نیم میکروسکوپیکی پراکندگی کشسان دستگاه a+12c انجام شد. با ثابت نگه داشتن پارامترهای هندسی پتانسیل وود-ساکسونی، به وسیله تحلیل توزیع های زاویه ای تجربی پراکندگی کشسان به کمک روش x2 برای هر انرژی، پارامترهای قدرت پتانسیل به دست آمد. برای دوری از عدم یقین در گزینش پتانسیل، سیستماتیک مکان های کمینه های ایری، بستگی انرژی انتگرال های حجمی به دست آمده و بستگی به جرم کاهیده مکان های کمینه های ایری تشکیل شد. برازش های داده های تجربی نتایج قبولی را نشان داد. مختصات پتانسیل های به دست آمده با آزمون های بالا محک زده شده و مناسب ترین پتانسیل برای هر انرژی انتخاب شد. بستگی شعاعی مولفه های حقیقی و موهومی پتانسیل های به دست آمده رسم شد. مولفه های موهومی به دست آمده انحراف معنی داری از شکل پتانسیل وود- ساکسونی را در فاصله 1fm از پتانسیل های به دست آمده با رهیافت پدیده شناختی نشان می دهد، که در انرژی های کمتر بیشتر به چشم می خورد.