نام پژوهشگر: محبوبه جعفری شاهیوند
محبوبه جعفری شاهیوند سید ظفرالله کلانتری
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.