محاسبه حالت های بسیار مقید هسته ای k- 118sn, k- 40ca, k- 12c, k- 3he

بررسی برهم کنش های قوی هادرون ها انگیزه اصلی مطالعه اتم های اگزوتیک بوده است.‎‎‎‎‎‎‎ برای این منظور ذره ای با بار منفی که می تواند مزون یا باریون باشد‏، وارد محیط شده و جایگزین الکترون اتمی شده و اتم هادرونی بسیار برانگیخته تشکیل می شود. ذره طی فرایندهای گذار آبشاری به حالت های پایین گذار کرده و با هسته برهم کنش قوی انجام می دهد‏، که در نهایت منجر به جذب توسط هسته خواهد شد. یکی از این نوع اتم ها که از دید نظری و تجربی بسیار مورد توجه است‏، با مزون های دارای کوارک شگفت مانند کائون تشکیل می شود و به آن اتم کائونی گویند. پتانسیلی که به خوبی برهم کنش بین کائون و هسته را توصیف کرده است‏، پتانسیل اپتیکی وابسته به چگالی است که توسط فریدمن توسعه یافته است. با استفاده از این پتانسیل و به کمک روش محاسباتی نومیروف‏، معادله کلین-گوردن‏ را برای این سیستم حل کرده ایم. ‏ابتدا برهم کنش کائون با هسته قلع‏-118، به عنوان یک هسته سنگین مورد بررسی قرار گرفته است. ضمن محاسبه ترازهای اتمی این سیستم و مقایسه با داده های تجربی‏، به منظور کسب اطمینان از صحت و دقت روش به کار برده شده‏، پانزده تراز هسته ای برای این سیستم محاسبه ‏شد، که برای محاسبه چگالی آن از مدل دوپارامتر فرمی استفاده کرده ایم. سپس برهم‏ کنش کائون و کلسیم-40 به عنوان یک هسته ‏با عدد جرمی متوسط‏، مورد مطالعه قرار گرفت. تمامی ترازهای هسته ای مربوط به این برهم کنش محاسبه شد‏، که از مدل دوپارامتر فرمی برای چگالی هسته ای بهره برده ایم. پس از آن با استفاده از چگالی مدل نوسانگر هماهنگ‏، رفتار کائون در هسته سبک تر کربن-12 را مورد بررسی قرار دادیم و با محاسبه سه تراز هسته ای‏، امکان تشکیل حالت های بسیار مقید هسته ای کائون در کربن پیش بینی شد. نتایج مربوط به هسته های کلسیم و کربن را با نتایجی که توسط دیگران حاصل شده است‏، مقایسه کردیم و تطابق نسبتاً خوبی را مشاهده کردیم.‎ در پایان با استفاده از همین روش‏، برهم کنش دو ذره ای کائون و هلیم-3 را مورد بررسی قرار دادیم. برای محاسبه چگالی هلیم-3 از یک مدل مناسب‏، که از حل معادله شرودینگر برای یک سیستم سه ذره ای به دست می آید‏،‏ استفاده کردیم. ما یک حالت بسیار مقید هسته ای‏ برای این سیستم محاسبه کردیم. یامازاکی-آکایشی نیز با استفاده از ‏مدلی دیگر، تنها یک تراز هسته ای برای این سیستم کائونی محاسبه کرده اند.‎ ‎‎ با محاسبه این ترازها نشان دادیم که کائون در هسته های سبک‏، متوسط و سنگین‏، قبل از واپاشی به کانال های اصلی زمانی را به قرار گرفتن در ترازهای بسیار مقید هسته ای اختصاص می دهد‏، و از آن جایی که این ترازها دارای پهنای بسیار زیادی هستند‏، طول عمر بسیار کوتاهی خواهند داشت‏ و خیلی زود واپاشی رخ می دهد. در واقع محاسبه این ترازها‏، این ایده را که سیستم کائون-هسته قبل از نابودی از طریق کانال های واپاشی‏، ابتدا در حالت های شبه مقید قرار می گیرد‏‏، تقویت می کند‏ و انتظار می رود با روش های آزمایشی مناسب تر‏، به صورت تجربی مشاهده شوند.