Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ДИССЕРТАЦИИ. Оптическая модель, основанная на применении комплексного оптического потенциала V і . широко используется в современной ядерной Физике и успешно' описывает усредненные сечения рассеяния достаточно быстрых нуклонов на ядрах, силовые функции нейтронных резонансов и структуру высоко-возбужденных одночастичных (однодырочных) резонансных состояний. Важно отметить также, что волновые функции нуклонов, искаженные оптическим потенциалом У± . применяются при анализе одноступенчатых и многоступенчатых прямых ядерных реакций, а рассчитанные на базе оптической модели коэффициенты трансмиссии нуклонов позволяют определить сечения статистических и предравновесных ядерных реакций.
С другой стороны, в теории ядра важную роль играет понятие самосогласованного поля ядра (.иначе - самосогласованного потенциала, или среднего поляJ, которое представляет собой однонуклон-ный потенциал, учитывающий взаимодействие данного нуклона со всеми остальными нуклонами в рассматриваемом ядре. Традиционно при микроскопических расчетах различных статических и динамических характеристик атомных ядер в качестве самосогласованного потенциала используется однонуклонный оболочечный потенциал Vj . который конструируется в рамках основного приближения стандартной теории Ферми-жидкости. Это приближение связано с разложением точного массового оператора нуклона вблизи поверхности Ферми и выделением в точной одночастичноя функции Грина полюсной и регулярной компонент.
В последние годы была последовательно построена обобщенная теория Ферми-жидкости, которая, в отличие от стандартной теории, явно учитывает фрагментацию квазичастиц и запаздывающее нук-лон-фононное взаимодействие и применима в широком диапазоне энергий нуклонов. Основной метод этой теории заключается в не-
посредственном разложении точного массового оператора 2. на не-
запаздывающую Jf и запаздывакщую 5" части и введении обобшенно-
го хартри-Фоковского потенциала (.ОХФП), совпадающего С в случае
двухчастичного взаимодействия) с незапаздывашей частью^ и оп-
о ределяемого сверткой пустотных NN-сил с точной одночастичной
матрицей плотности. Было установлено, что именно ОХФП С а не обо-лочечныя потенциал Vn ) определяет истинное самосогласованное поле ядра и совпадает с реальной частью однонуклонного оптического потенциала \i& V / : в то же время мнимая часть оптического по-тенциала JtnV > совпадает с усредненным по достаточно широкому энергетическому интервалу мнимьш членом JmZ. запаздывающей час-ти массового .оператора^"
Следует отметить, что ОХФП, полученный в рамках обобщенной теории Ферми-жидкости, принципиально отличается от хартри-Фоков-ских потенциалоз. традиционно используемых в теории сложных ядер и атомов и также учитываших обменное взаимодействие фермионов. В отличие от ОХФП, указанные потенциалы обычно строятся на базе самосогласованной процедуры, в которой Фермионная матрица плотности выражается через собственные волновые Функции одночастич-ного уравнения Шредингера для движения частицы в ХФ-потенциале. С другой стороны, в ряде работ для расчетов различных характеристик ядерной материи и конечных ядер были использованы хар-три-Фоковские потенциалы, которые по структуре аналогичны ОХФП, но построены на базе эффективных Ш-взаимодействий (в частности, зависящих от плотности нуклонов сил Скирма). Ввиду приверженности большинства физиков идее о сильной перенормировке NN-взаимо-действия в ядерной среде С эта идея успешно реализована, в частности, при анализе эффективных взаимодействий в теории Ферми-жидкости и при учете жесткого отталкивательного кора в методе Бракнера), пустотные NN-силы ранее, как правило, не использо-
вались для построения хартри-Фоковских потенциалов.
ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИИ - аналитически построить и рассчитать реальную часть оптического потенциала нуклонов для ядерной материи и конечных ядер на базе ОХФП с использованием пустотных WN-сил. и продемонстрировать, что в рамках данной модели можно разумно воспроизвести основные характеристики реальной части Феноменологического оптического потенциала и других Феноменологических эффективных потенциалов.
-
Показано, что традиционно используемый в расчетах оболочеч-ный потенциал ур на самом деле не описывает истинного самосогласованного поля ядра. В то же время реальная часть оптического потенциала нуклонов КгVі. совпадая с ОХФП и истинным самосогла-сованным потенциалом, фактически играет в ядерной Физике существенно более важную роль по сравнению с общепринятыми представлениями.
-
Получены детальные аналитические Формулы для всех компонент ОХФП в ядерной материи и конечных сферических ядрах с учетом явной структуры пустотного парного NN-взаимодействия, включающей центральные, Ц-, ls2 - и IS -силы.
-
Проведено тестирование парных NN-потенциалов, показывающее, что на ограниченном классе пустотных потенциалов с достаточно мягким кором метод ОХФП дает хорошее соответствие с феноменологическими параметрами и применим для анализа различных свойств ядерной материи и конечных ядер.
-
Установлено, что уравнение Шредингера с ОХФП в сферических ядрах в общем случае включает два близких значения эффективной массы нуклона т [і) і^Цг J и m (1) ^Jp« отличающихся на
^0,02 , ив результате приобретает слабую асимметрию относи-тельно радиус-вектора нуклона % , значительно усложняясь по структуре по сравнению с аналогичными феноменологическими уравнениями, [i 5 [\i%.X)j.
5D Показано, что построенная на базе ОХФП реальная часть оптического потенциала нуклонов в конечных ядрах значительно усложняется по структуре по сравнению с реальной частью феноменологического оптического потенциала, имея более сложные радиальную, энергетическую и изотопическую зависимости.
6) Установлено, что из-за наличия в структуре ОХФП градиен-
3 тных членов ^- в реальной части оптического потенциала нуклонов
возникает дополнительный член, существенно уменьшающий диффуз-ность радиального распределения изоскалярной компоненты при b=0 , а в волновой функции нуклона появляется перенормировочный фактор, уменьшавши квадрат ее амплитуды на Фактор ~ 2 при переходе из внешней области в центральную часть ядра.
7) Выполнены детальные расчеты ОХФП, эффективной массы нукло
на и рольной части оптического потенциала нуклонов для ядерной
материи и для дважды-магических ядер РЬ и Са, и в
большинстве случаев получено удовлетворительное соответствие с
Феноменологическими параметрами. Установлено, что параметры ОХФП
в ядерной материи достаточно устойчивы к искажению импульсного
распределения нуклонов. В спин-орбитальном оптическом потенциа
ле для конечных ядер учтен вклад обменного Фоковского члена,
примерно вдвое перенормирукщий характерный масштаб потенциала, а
также связанный с некоммутативностью проекций і дополни-
О тельный малый вклад \$% -сил. При этом реалистический масштаб
спин-орбитального члена воспроизведен без традиционных релятивистских подходов к описанию структуры ядра.
8) Установлено качественное отличие базисной функции W [) в
уравнении Шредингера с ОХФП от оболочечной Функции \Jj> ({), для которой перенормировочный Фактор обращается в единицу.. Получено общее соотношение, связываншее реальную часть оптического потенциала нуклонов и оболочечный потенциал У о , и показано, что запаздывающая часть массового оператора заметно влияет ка потен-
ииал Vp только через перенормировочную константу Q, * (0,6 -f-
г 0,7). учет отличия которой от единицы приводит к исчезновению в потенциале Vi энергетической зависимости.
АПРОБАЦИЯ РАБОТ. Результаты, представленные в диссертации, неоднократно докладывались на 40-45 Международный совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра С1990-1995 гг.): по материалам диссертации опубликовано 9 тезисов в сборниках тезисов докладов указанных совещаний (Санкт-Петербург С Ленинград), Наука, 1990-1995 гг.):
1-4. Кадменскии С.Г.. Лукьянович П.А., Любошиц В. В. Обобщенный потенциал Хартри-Фока как критерий реалистичности нук-лон-нуклонных сил // 1990. С.200. К вопросу об обобщенном потенциале Хартри-Фока // 1991, С.150. Хартри-Фоковский потенциал ядерной материи // 1992. С.142. Самосогласованный потенциал атомных ядер и эффекты фрагментации // 1992, С. 143.
5-7. Кадменскии С.Г., Любошиц В. В., Шайкина А.А. Оптический потенциал нуклонов // 1993, С.173. Структура действительной части оптического потенциала нуклонов на основе реалистических нуклон-нуклонных сил // 1994, С.105. Спин-орбитальный оптический потенциал нуклонов на основе реалистических нуклон-нуклонных сил // 1994, С.414.
8-9. Кадменскии С.Г., Любошиц В. В. Соотношение между оптическим
— О —
и оболочечным потенциалом и новый одноквазичастичный базис // 1995. С.147. Градиентный член и поверхностное поглощение в оптической модели ядра // 1995, С.148.
Результаты диссертации опубликованы в следующих 6 статьях:
-
Кадменскмй С.Г.. Лукьянович П.А., Любошиц В.В. Обобщенный хартри-Фоковский потенциал для ядерной материи на основе реалистических нуклон-нуклонных сил // ЯФ. 1993. Т.56. С.86.
-
Кадменский С.Г.. Любошиц В.В., Шайкина А.А. Оптический потенциал нуклонов как потенциал Хартри-Фока // Изв.РАН, сер.Физ. 1994. Т. 58. С. 15.
-
Кадменский С.Г., Любошиц В.В., Шайкина А.А. Обобщенный хартри-Фоковский потенциал для конечных ядер на основе реалистических нуклон-нуклонных сил // ЯФ. 1995. Т. 58. С. 982.
-
Кадменский С.Г., Любошиц В. В., Шайкина А.А. Спин-орбитальный оптический потенциал нуклонов как хартри-Фоковский потенциал
' // ЯФ. 1995. Т. 58. С. 1222.
-
Кадменский С.Г.. Любошиц В.В.. Шайкина А. А. Структура действительной части оптического потенциала нуклонов // ЯФ. 1995. Т. 58. С. 1606.
-
Кадменский С.Г., Любошиц В.В. Соотношение между оболочечной и оптической моделями ядра и роль градиентных членов // ЯФ. 1996. Т. 59. С. 239.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и 6 приложений. Общий объем диссертации составляет 184 страницы машинописного текста, включая 7 таблиц, 14 рисунков С причем рисунки 5. 6 и 7 имеют подпункты а).б)) и список цитируемой литературы из 65 наименований.
Похожие диссертации на Оптические потенциалы нуклонов на базе обобщенной теории ферми-жидкости
