نتایج آزمایشگاهی اخیر در مورد سیستم های سه-نوکلئونی به طور آشکاری نشان داده اند که محاسباتی که تنها برپایه ی نیروهای نوکلئون- نوکلئون استوارند در توصیف دقیق بسیاری از مشاهده پذیرهای آزمایشگاهی دچار ضعف می باشند و لازم است که اثراتی فراتر از قلمروی پتانسیل های دو-نوکلئونی مورد توجه قرار گیرند. در این پایان نامه به دستاوردهای نظری و آزمایشگاهی در خصوص سیستم های سه- نوکلئونی در طول دهه های اخیر پرداخته شده است و برخی از یافته های خاص محققان نیز آورده می شود. البته بحث بر روی اثرات نیروهای سه- نوکلئونی به بخش هادرونی محدود می شود. در این پایان نامه نشان داده خواهد شد که علی رغم موفقیت های چشمگیری که در زمینه توصیف این سیستم های به نظر ساده به دست آمده است، همچنان اختلاف های پرمعنایی بین داده های آزمایشگاهی و محاسبات بسیار پیشرفته امروزی وجود دارد. به هر حال مشکل پیدا کردن پتانسیلی که بتواند سیستمی با بیش از دو-نوکلئون را به صورت کامل توصیف کند بدون حل باقی مانده است. در راستای حل مشکل موجود یک مجموعه ی کامل داده های تجربی مثل مشاهده پذیر های اسپینی که به اثرات نیروی سه -نوکلئونی حساس باشند ، لازم و ضروری است. انجام آزمایش های پراکندگی منجر به ایجاد مجموعه ای غنی از مشاهده پذیرها مانند سطح مقطع پراکندگی و مشاهده پذیرهای اسپینی می شود که می توان با بررسی مشاهده پذیر های اسپینی مانند قدرت آنالیز برداری و تانسوری وابستگی نیروی هسته ای به اسپین را بررسی کرد. مهم ترین ویژگی این روش این است که می توان جزئیات زیادی از نیروی هسته ای را خصوصاٌ در بر هم کنش های تجزیه سه-نوکلئونی تعیین کرد. کلمات کلیدی: نیروی هسته ای، اسپین، سیستم های سه و چهار نوکلئونی، سطح مقطع، قدرت آنالیز برداری و تانسوری

انرژی هسته ای به عنوان بهترین جایگزین برای سوخت فسیلی می باشداز انرژی آزاد شده در واکنش شکافت در راکتور های قدرت تحت شرایط کنترل شده برای ایجاد انرژی الکتریکی استفاده می گردد. امروزه به نسبت سایر راکتور ها در سراسر دنیا راکتور های آب سبک بیشتر در حال فعالیت می باشند. راکتور های آب سبک قادر به کار با اورانیوم طبیعی نمی باشند. به منظور شروع واکنش شکافت زنجیره ای و ادامه آن غلظت ایزوتوپ اورانیوم 235باید بین2 تا 5 درصد باشد با این حال اورانیوم235 تنها ایزوتوپ طبیعی اورانیوم است که با نوترون های حرارتی در راکتور شکافته می شود. در اورانیوم طبیعی تنها شامل 0.7 درصداز اورانیوم 235 است و بنابر این غنی سازی جزء سبک تریک مرحله تکنیکی لازم در ساخت سوخت هسته ای از اورانیوم طبیعی می باشد. جهت غنی سازی اورانیوم چندین روش ابداع گردیده است که عبارتند از 1.سانتریفیوژ گازی ? 2.نفوذ گازی ? 3.جداسازی شیپوره ای 4.جدا سازی لیزری جهت اندازه گیری دقیق غنای اورانیوم 235 دو روش بیشتر در حال استفاده می باشد. 1.طیف سنجی جرمی با دو روش بمباران الکترونی و یون سازی حرارتی 2.طیف سنجی گاما

مدت زیادی است دانشمندان فیزیک هسته ای در حال تحقیق روی شناخت واقعی نیروی هسته ای در سیستم های چند نوکلئونی هستند.از یک سو دانشمندان نظریه پرداز با ارائه ی مدل های متفاوت سعی دارند مقادیر انتظاری مشاهده پذیرهای مربوط به سیستم های چند نوکلئونی را پیش بینی کرده و از سوی دیگر دانشمندان تجربی کار با اندازه گیری مشاهده پذیرهای مذکور سعی در محک زدن میزان صحت مدل های ارائه شده دارند. در حال حاضر تفسیر و تطبیق نتایج مربوط به سیستم های دو نوکلئونی به خوبی امکان پذیر است. اما کاربرد مدل های دو نوکلئونی برای سیستم هایی با بیش از دو نوکلئون با مشکل مواجه می شود. خصوصا، مشاهده پذیرهای اسپینی سیستم های سه نوکلئونی به کمک مدل های مذکور قابل تفسیر نیستند. این موضوع به وضوح نشان می دهد که اطلاعات ما در مورد بخش اسپینی نیروی هسته ای ناکامل است. بنابراین نیاز می باشد که مطالعات تجربی و تئوری در خصوص بخش اسپینی گسترش پیدا کند، این گسترش می تواند از طریق بکارگیری باریکه ی قطبیده ممکن شود. بنابراین اندازه گیری قطبش باریکه ها درآزمایش های پراکندگی، با دقت بالا و هزینه ی حتی الامکان پایین ضروری است. در این راستا ما قطبش باریکه ی دوترون در خط پرتو کم انرژی را با روشی آسان و کم هزینه و در زمانی کوتاه به وسیله پی قطبش سنج لمب شیفت (lsp) به خوبی مانند قطبش خط پرتو با انرژی بالا توسط bina اندازه گیری کردیم. در انرژی پایین، باریکه ای از دوترون های قطبیده بعد از خروج از polis کند شده و روی سیستم آشکارسازی lsp متمرکز می شوند. سه تشدید در محدود52 تا 63 میلی تسلا توزیع حالت های اسپینی مختلف باریکه ی قطبیده ی دوترون را نشان میدهد. در خط پرتو انرژی بالا اندازه گیری با به کارگیری آشکارساز bina در پراکندگی dp انجام شده است و نسبت عدم تقارن ?/?0 به عنوان تابعی از زاویه ی سمتی ? به دست آمده و با داشتن مقادیر قدرت آنالیز این نسبت برای استنتاج قطبش استفاده گردیده است. در این کار نشان دادیم که قطبش قبل و بعد از شتاب گرفتن تقریبا یکسان است

بررسی سیستم های مقید نوکلئونی و همچنین اطلاعات بدست آمده از پراکندگی های نوکلئون-نوکلئون ابزارهای قدرتمند برای دستیابی به شناخت نیروی هسته ای هستند. تاکنون فعالان متخصص در زمینه ی تئوری پتانسیل های دو نوکلئونی زیادی را معرفی کرده اند که به خوبی قادر به توصیف سیستم های دو نوکلئونی هستند ولی این پتانسیل ها در توصیف سیستم های سه نوکلئونی و بالاتر شکست می خورند. اختلافات مشاهده شده بین نتایج تجربی و پیش بینی های تئوری مبنی بر پتانسیل های دو نوکلئونی در سیستم های سه نوکلئونی، به اثراتی موسوم به نیروی سه نوکلئونی نسبت داده می¬شوند که در سیستم های دو نوکلئونی وجود ندارند. بنابراین به منظور توصیف سیستم های سه نوکلئونی می¬توان از پتانسیل های دو نوکلئونی بعلاوه‎ی بخش اضافه ای که اثرات نیروی سه نوکلئونی را شامل می شود، استفاده کرد. به طور کلی اضافه کردن اثرات نیروی سه جسمی به پتانسیل های دو نوکلئونی باعث ایجاد توافق بهتر میان داده‎های انرژی بستگی در سیستم های مقید نوکلئونی و همچنین سطح مقطع در پراکندگی پروتون–دوترون و محاسبات تئوری متناظر با آنها می شود. در حالیکه یک مقایسه ی مشابه برای مشاهده پذیرهای اسپینی در پراکندگی های گوناگون نشان می دهد که در بعضی موارد اضافه کردن اثر نیروی سه جسمی باعث کاهش اختلافات و در بعضی موارد باعث افزایش اختلافات می شود. این نتایج نشان می دهند که قسمت های وابسته به اسپین نیروی بین نوکلئون¬ها به قدر کافی شناخته نشده است و مطالعات بیشتری در این زمینه نیاز است. اثرات نیروی سه جسمی در سیستم های سه نوکلئونی کوچک است. بنابراین لازم است برای شناخت بهتر به بررسی سیستم هایی پرداخته شود که در آنها اثرات این نیرو نمایان تر است. در یک سیستم چهار نوکلئونی به دلیل داشتن تعداد بیشتر ترکیبات سه نوکلئونی در مقایسه با سیستم های سه نوکلئونی انتظار می رود که بتوان اثرات نیروی سه جسمی بزرگتری را مشاهده کرد. به این ترتیب بررسی پراکندگی دوترون–دوترون به عنوان یک سیستم چهار نوکلئونی در انرژی میانی می تواند اطلاعات مفیدی در مورد اثرات نیروی سه جسمی در اختیار ما قرار دهد. علاوه بر این لازم به ذکر است که کانال تجزیه به دلیل داشتن فضای فاز بسیار غنی تر نسبت به کانال های با دو ذره در حالت نهایی از اهمیت بیشتری برخوردار است. در این پایان نامه، اندازه گیری قدرت تجزیه بر اساس اندازه گیری سطح مقطع پراکندگی انجام می شود. نتایج حاصل از اندازه گیری ها می تواند به فراهم نمودن یک مجموعه ی گسترده از داده های تجربی منجر شود که در شناخت دقیق تر نیروی هسته ای خصوصاً در بخش اسپینی کارآمد باشد.

نیروی سه جسمی در سیستم با سه نوکلئون و بیشتر وجود دارد. در بررسیهای انجام شده بر روی سیستم سه جسمی دیده شده که اثرات این نیرو در این سیستم ها ناچیز است پس به سراغ سیستم چهار نوکلئونی رفتند و با توجه به اینکه تعداد پیکربندی سه نوکلئونی به دو نوکلئونی در این سیستم نسبت به سیستم چهار نوکلئونی بیشتر است پس انتظار می رود حداقل در بخش هایی از فضای فاز نیروی سه جسمی اثرات قوی تری در این سیستم از خود نشان دهد. پراکندگی دوترون -دوترون از جمله پراکندگی های چهار جسمی است و کانال انتقال نوترون یکی از کانال های ممکن برای این پراکندگی است که در حالت نهایی دو ذره پروتون و ترایتون وجود دارد . در این پایان نامه مشاهده پذیرهای این کانال اندازه گیری می شوند. با توجه به اینکه شناخت بخش وابسته به اسپین نیروی هسته ای برای سیستم چهار نوکلئونی بسیار ناچیز است پس بدست آوردن مشاهده پذیرهای قدرت تجزیه برداری و تانسوری برای این کانال میتواند به کم کردن کاستی های داده های این بخش از نیروی هسته ای کمک کند.