بخشی از مقاله
مقدمه
در طول فرآیند برخورد دو هسته سنگین، رقابت میان کانالهای غیرالاستیک یا شبه شکافت میتواند به عنوان یک محدودیت در مقابل فرآیند همجوشی در نظر گرفته شود. در مقابل جفتشدگی میان درجات آزادی ذاتی هستههای هدف و پرتابه و همچنین کانال انتقال نوکلئون باعث افزایش مقادیر سطح مقطع همجوشی خواهد شد .[1] هر چند باید اشاره کرد که وجود چنین رقابتهایی فقط برای واکنشهای شامل هستههای واقعاً سنگین امکانپذیر است. در سالهای اخیر با پیشرفت دیدگاههای آزمایشگاهی، محدودیت دیگری برای سطح مقطعهای همجوشی این بار در محدودهی انرژیهای کاملاً پایینتر از سد کولنی شناسایی شده است.
نتایج مطالعات تئوری مختلف در زمینهی واکنشهای همجوشی یون-سنگین نشان میدهد مادامیکه توابع برانگیختگی همجوشی تا حد میکرو- و نانو-بارن کاهش یابند، مدلهای پتانسیل استاندارد نظیر اکیوز-وینتر [2] حتی باوجود اعمال اثرات جفت-شدگی کانالها (CC) قادر به بازتولید دادههای آزمایشگاهی سطح مقطع نمیباشند .[3,4] در حقیقت، با مقایسه مقادیر تئوری و تجربی سطح مقطع همجوشی در مییابیم که در
1166
محدودهی انرژیهای زیر سد کولنی دادههای آزمایشگاهی بصورت ناگهانی کاهش مییابند. از این رخداد بعنوان "پدیدهی بازدارندهی همجوشی" یاد میشود. نتایج مطالعات انجام شده در مرجع [5] پیشنهاد میکند که اثرات تراکمناپذیری مادهی هستهای را میتوان بعنوان یک مفهوم فیزیکی برای توصیف این پدیده در نظر گرفت. در حقیقت، شبیهسازی این ویژگی در برهمکنشهای نوکلئون-نوکلئون باعث ظهور یک فروفتگی کم عمق در نواحی داخلی پتانسیلهای میکروسکوپیکی نظیر مدل واپیچش-دوگانه [6] میشود. این پدیده نیز به نوبهی خود باعث بازتولید دادههای آزمایشگاهی سطح مقطع همجوشی درحد انرژیهای خیلی پایینتر از سد کولنی خواهد شد .[5] حال از آنجاییکه که براساس مرجع [7]، تراکمناپذیری مادهی هستهای بعنوان یکی از خواص ذاتی فرمالیزم پتانسیل مجاورت برشمرده میشود، از اینرو تحلیل پدیدهی بازدارندهی همجوشی با استفاده از این پتانسیل میتواند بعنوان یک موضوع تحقیقاتی بدیع مورد بررسی قرار گیرد. در مطالعهی حاضر، فرمالیزم پتانسیل مجاورت را با محاسبات CC همراه کردهایم تا از طریق آنها به تحلیل رفتار سطح مقطعهای همجوشی در محدودهی انرژیهای کم برای واکنشهای 28Si+100Mo، 58Ni+54Fe و 64Ni+64Ni بپردازیم.
روش کار
(1)
(2)
(3)
همانطوریکه در بخش قبل هم بدان اشاره شد در این تحقیق از نسخهی اصلی پتانسیل مجاورت، یعنی Prox77، برای محاسبهی بخش هستهای پتانسیل برهمکنشی کل استفاده شده است. بطورکلی، براساس نظریهی نیروهای مجاورت پتانسیل هستهای VN(r) بین دو هستهی برخوردکننده را میتوان بصورت زیر تعریف کرد
[،
که در آن شعاع انحنای متوسط ̅ و فاصلهی جدایی دو سطح برهمکنشی به ترتیب براساس رابطهی (2) مراجع [8] و [9] تعریف کرد. علاوه بر این مقدار پارامتر ضخامت سطح b برابر 1fm در نظر گرفته میشود. در رابطهی فوق ضریب انرژی سطحی میباشد که از طریق تعریف زیر به پارامتر عدم تقارن As وابسته میشود،
که پارامترهای قابل تنظیم 0 = 0,9517 MeV/fm 2 و ks = 1,7826 با مقادیر معلوم داده شده در نسخهی اصلی پتانسیل مجاورت به ترتیب ثابتهای انرژی و عدم تقارن سطحی نامیده میشوند. علاوه بر این، در این دیدگاه تابع جهانی ( s/b) به شکل زیر پارامترسازی شده است،
1167
با استفاده از فرمالیزم معرفی شده در بخش فوق قادر خواهیم بود پتانسیل برهمکنشی کل را از طریق مجموع دو جملهی کولنی و هستهای محاسبه کنیم. در شکل 1، بعنوان نمونه نتایج مربوط به این پتانسیل برای واکنش همجوشی 64Ni+64Ni نمایش داده شده است. با مقایسه پتانسیل برهمکنشی حاصل از مدل Prox77 با نتایج مبتنی بر فرم استاندارد پتانسیل وودس-سکسون (WS)، که در مرجع [10] گزارش شده است، بخوبی میتوان دریافت که در واکنش مذکور سد کولنی تولید شده توسط پتانسیل مجاورت به مراتب بالاتر از نوع WS میباشد. در چنین شرایطی نیاز است تا با افزایش قدرت پتانسیل هستهای و در نتیجه کاهش ارتفاع سد، نتایج پتانسیل مجاورت را بهبود ببخشیم.
