بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه تلاش کردهایم تا برای نخستین بار تفسیری دینامیکی از رفتار غیره منتظرهی مقادیر پارامترپخشیدگی پتانسیل وودس-سکسون در واکنشهای همجوشی ارائه دهیم. برای این منظور، از طریق دیدگاه دینامیکیImQMD به مطالعهی فرایند همجوشی در سه سیستم نامتقارن 12C+92Zr، 40Ca+46Ti و 16O+154Sm پرداختهایم. نتایج حاصل از این تحقیق آشکار میسازد که دیدگاه انتخابی ما توصیف قابل قبولی را برای ویژگیهای مختلف فرایند همجوشی از قبیل تحول زمانی توزیعهای چگالی و رفتار وابسته به انرژی سطح مقطع همجوشی ارائه میدهد. با استخراج پارامتر پخشیدگی پتانسیل WS در انرژیهای فرودی مختلف، به این نتیجه دست یافتیم که این مقادیر در مجموع در بازهی fm a = 0/72 - 1/22 قرار دارند. علاوه براین، نتایج بدست آمده روند کاهش یابندهی منظمی را برای مقادیر این پارامتر برحسب انرژی فرودی هستهی پرتابهی نشان میدهد.
مقدمه:
یکی از راههای شناخت ساختار هستهها و سنتز عناصر فوق سنگین، برهمکنش یونهای سنگین در غالب فرایند همجوشی است. یکی از مؤثرترین ابزارها در زمینهی مطالعات تئوری واکنشهای همجوشی، پتانسیل برهمکنشی میان هستههای شرکتکننده در واکنش میباشد. این پتانسیل شامل دو بخش دافعه بلند برد کولنی و جاذبه کوتاه برد هستهای است. لازم به ذکر است که امروزه محاسبات مربوط به بخش کولنی با دقت بالایی قابل انجام است اما بدلیل عدم شناخت کافی از جنبههای مختلف نیروی هستهای امکان محاسبهی دقیق بخش دوم وجود ندارد. با این حال در طول سالهای گذشته، فرمهای مختلفی از پتانسیل هستهای پیشنهاد شدهاند که از آن جمله می توان به پتانسیل وودس-سکسون - WS - اشاره کرد. این پتانسیل به صورت زیر تعریف می شود، - 1 - − 0 - - = 1+exp[ - − 1⁄3− 1⁄3 - ⁄ ] 0 0 که در این رابطه 0، 0 و به ترتیب بعنوان عمق، شعاع و پارامتر پخشیدگی پتانسیل شناخته میشوند. همچنین r فاصلهی میان مراکز هستههای پرتابه و هدف با اعداد جرمی و میباشد. خاطر نشان میشود که پارامتر a چالش برانگیزترین بخش پتانسیل WS به شمار میآید. بررسیهای انجام گرفته برروی تعداد قابل توجهی از واکنشهای همجوشی یون-سنگین آشکار میسازد که برای دستیابی به توافق بهتر میان مقادیر تئوری و تجربی سطح مقطع همجوشی به مقادیری از پارامتر مذکور نیاز داریم که در بازهی 0,75 fm تا 1,5 fm قرار داشته باشند .[1,2] مشاهده میشود که این محدوده از a 0,63 fm، که برای بازتولید دادههای تجربی مربوط به فرایند پراکندگی گزارش شده [3,4]، به میزان قابل توجهی بزرگتر است. در طول دهههای اخیر در چارچوب دیدگاههای استاتیکی مختلف تلاشهای گستردهای برای توجیه این اختلاف صورت گرفته است .[5-8] بعنوان مثال، تحقیقی که در سال 2010 بر پایهی مدل واپیچش-دوگانه انجام شد به بررسی نقش اثرات اصلاحی مادهی هستهای سرد در محاسبات مربوط به این مدل پرداخته است .[5] نتایج حاصل از آن مطالعه آشکار میسازد که اثرات تراکم ناپذیری مادهی هستهای در برهمکنشهای نوکلئونی را میتوان بعنوان یک دلیل فیزیکی مناسب برای توصیف اختلاف یاد شده پذیرفت. محققان همچنین با بررسی رفتار وابسته به انرژی پارامتر مذکور، نقش اثرات انرژی را در بحث پخشیدگی سطحی پتانسیل مورد ارزیابی قرار دادند .[8] در مطالعهی حاضر در نظر داریم تا برای نخستین بار بر پایهی مدل دینامیکی ImQMD که نسخهی تصحیح شدهی مدل QMD میباشد [11-9]، به بررسی نقش اثرات دینامیکی در رفتار غیرمنتظرهی پارامتر پخشیدگی بپردازیم. لازم به ذکر است که وجود اثرات فیزیکیای همچون انتقال نوکلئونها و اثرات طرد پائولی، این مدل دینامیکی را به یک دیدگاه کارآمد برای آنالیز ویژگیهای مختلف فرایند همجوشی مبدل کرده است.
روش کار:
با توجه به گستردگی مدل QMD در اینجا به طور مختصر به فرمالیزم آن اشاره خواهیم کرد و برای مطالعه جزئیات بیشتر می توان به مرجع [11-9] رجوع کرد. در این مدل هر نوکلئون با یک تابع موج گاوسی به صورت زیر در نظر گرفته می شود. که ri و pi به ترتیب مکان و تکانه ذره i ام در فضای فاز می باشد. علاوه بر این، σ میزان پخشیدگی تابع را نشان می دهد و مقدار آن با قدرت نیروهای بین نوکلئونها و شعاع هسته رابطهی مستقیم دارد. از طرفی، تابع موج کل سیستم به صورت حاصلضرب این توابع موج فرض می شود. برای محاسبهی توابع توزیع چگالی و تکانهی سیستم نیز میتوان از روابط زیر بهره برد. تحول زمانی نوکلئونها سیستم در مدل ImQMD توسط معادلات هامیلتونی صورت می گیرد که انرژی پتانسیل در این هامیلتونی از طریق نیرویهای مؤثر Skyrme محاسبه میگردد. برای تعیین انرژی جنبشی هسته ها نیز از تقریب توماس فرمی تعمیم یافته - Extended Thomas Fermi - استفاده میگردد. بر اساس این تقریب، و با استفاده از مدل گاز فرمی انرژی جنبشی بصورت زیر بیان می شود .[12]
