Mean field description of finite nuclei under extreme conditions of isospin and temperature
Sonlu çekirdeklerin olağanüstü izospin ve sıcaklık koşulları altında ortalama alan teorisi ile tanımlanması
- Tez No: 414238
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KUTSAL BOZKURT, PROF. DR. ELIAS KHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 162
Özet
Günümüzde, deneysel alanda meydana gelen gelişmeler ile birlikte nükleer kararlılık vadisi dışında yer alan çekirdeklerin incelenmesi oldukça popüler bir konu haline gelmiştir. Bu çerçevede, proton-nötron asimetrisi yüksek olan egzotik çekirdeklerde yapılan araştırmalar nükleer vadinin farklı bölgelerinde yer alan atomik çekirdeklerin davranışlarını anlamamızı sağlaması bakımından önemlidir. Teorik olarak, öz uyumlu ortamalama alan modelleri çekirdeklerin hem taban durum özelliklerini hem de uyarılmış durumlarını açıklamada oldukça başarılıdır. Son yıllarda, Dev Rezonans enerji bölgesinin altında oluşan düşük enerjili uyarılmalar hem deneysel hem de teorik olarak oldukça popüler bir çalışma alanıdır. Özellikle düşük enerjili uyarılmaların nötron kabuğu, çekirdeklerin simetri enerjisi ve astrofiziksel olaylar ile ilişkili olduğu bilinmektedir. Ancak düşük enerjili uyarılmaların doğası ve davranışı halen açık değildir. Bu tezin ilk bölümünde, düşük enerjili ve yüksek enerjili dipol ve monopol uyarılmalar Skyrme HF+RPA yöntemi kullanılarak incelendi. Özellikle, düşük enerjili monopol ve dipol uyarılmaların davranışları geçiş yoğunluğu ve kollektivite hesaplamaları yardımı ile incelendi. Düşük enerjili uyarılmaların yüksek enerjili uyarılmalardan farklı olarak hem izoskaler (IS) hem de izovektör (IV) davranışlar gösterdiği anlaşıldı. Bunun yanı sıra, düşük enerjili monopol uyarılmaların tek parçacık uyarılması ile oluştuğu ve düşük enerjili monopol uyarılmaları meydana getiren tek parçacık uyarılmalarının spin-yörünge enerjilerinin analizinde kullanılabileceği gösterildi. Son günlerde, nükleer kararlılık vadisi dışında yer alan çekirdeklerde yeni sihirli sayıların oluşumunun gösterilmesi oldukça dikkat çekmiştir. RIKEN'de gerçekleştirilen deneyler sonucu 54Ca çekirdeğinin sihirli çekirdek olduğu kanıtlanmıştır. Çalışmamızın bu aşamasında kararlılık vadisi dışındaki çekirdeklerde tensör kuvvetinin tek-parçacık enerjileri üzerindeki etkisi Skyrme HF-BCS ve HFB yöntemleri ile incelendi. Tensör kuvvetinin nötron p ve f kabuklarında enerji düzeyleri arasındaki farkı arttırarak 52-54Ca çekirdeklerini sihirli çekirdek adayı yaptı˘gı belirlendi. Ayrıca, QRPA kullanılarak 52-54Ca çekirdeklerini sihirliliği ilk J = 2+ enerji kullanılarak da gösterildi. Tensör kuvvetinin 52-54Ca çekirdeklerinin kabuk yapısının değişiminde oldukça önemli bir rol oynadığı gösterildi. Çekirdeklerin özelliklerinin sıcaklık etkisi altında incelenmesi, onların yapısı ve davranışı hakkında daha fazla bilgi sahibi olmamızı sağlayacaktır. Bu amaç ile, çekirdelerin taban durum ve uyarılmış durum özellikleri sıcaklığa bağlı ortalama alan teorileri olan FTHFBCS ve FT-RPA (QRPA) ile incelendi. İlk olarak FT-HFBCS yaklaşımı kullanılarak sıcaklığın çekirdeklerin taban durum özellikleri üzerindeki etkisi incelendi. Kritik sıcaklıklarda çiftlenim özelliklerinin ortadan kalktığı ve nötron kabuk çapının arttığı anlaşıldı. Bunun yanı sıra, simetrik çekirdeklerin etkin kütlesi ve kritik sıcaklık arasındaki bağıntının çiftlenim özelliklerine bağlı olduğu gösterildi. Artan Sıcaklıkla beraber yoğunlukta meydana gelen değişim ile proton ve nötron etkin kütlelerinin kritik sıcaklıkların altında ve üstünde farklı davranışlar gösterdiği anlaşıldı. İkinci olarak, sıcaklığın kapalı ve açık kabuk çekirdeklerin çoklu uyarılmaları üzerindeki etkisi FT-RPA (QRPA) kullanılarak incelendi. Düşük enerjili monopol ve dipol uyarılmaların sıcaklıkla beraber değişime uğradığı belirlendi. Ayrıca, yeni düşük enerjili uyarılmaların da sıcaklıkla beraber ortaya çıktığı gösterildi.
Özet (Çeviri)
Nowadays, investigation of nuclei far from the stability line has become a central topic in the nuclear physics community. With the advances in the experimental facilities, scientist are able to study the different parts of the nuclear landscape with larger proton-neutron asymmetry which is quite important to understand the underlying dynamics of atomic nuclei. In the theoretical framework, the self-consistent mean field models are the appropriate tools in order to probe the static and dynamic properties of atomic nuclei. In recent years, the formation of the low-energy modes below the Giant Resonance region become a popular topic in nuclear physics, both experimentally and theoretically. Especially, the low-energy part of the dipole resonances attracted scientist due its relation with neutron skin thickness, nuclear symmetry and also with the astrophysical processes like r-process nucleosynthesis. However, the nature and behavior of low-energy modes are not clear yet. In the First part of this thesis, the high-energy and low-energy dipole and monopole modes are investigated within the mean field framework using Skyrme HF+RPA at zero temperature. In particular, we focus on the behavior of the low-energy part of the monopole and dipole spectrum by analyzing the transition densities and collectivity of an excited state. The calculations reveal that the behavior of the low-energy modes are rather different from the high-energy part of the spectrum. They show a complex isoscalar and isovector behavior. In addition, low-energy monopole excitations exhibit a pure single-particle excitation. These pure single-particle excitations allow to analyze the splitting of the corresponding spin-orbit partners. Recently, exciting results are obtained far from the stability line with the change of the nuclear magic numbers. The magicity of 54Ca nuclei with N=34 magic number has been confirmed with the experimental results which took place at RIKEN. The effect of the tensor force on the evolution of the single-particle energies of nuclei are also investigated within the framework of this thesis. We employ both HFB and HF-BCS methods using Skyrme-type energy density functionals. An increase is obtained in the neutron spinorbit splittings of p and f states due to the effect of the tensor force which also makes 54Ca a magic nucleus candidate. In addition, QRPA calculations on top of HF+BCS are performed to investigate the first J = 2+ states of the calcium isotopic chain in order to explore the magicity of the 52Ca and 54Ca nuclei. We confirm that the tensor part of the interaction is quite essential in explaining the neutron subshell closure in 52Ca and 54Ca nuclei. Investigation of the properties and dynamics of nuclei under effect of temperature provide even more detailed information about the structure and properties of nuclei. In the second part of this thesis, the effect of the temperature on the ground state and excited state properties of nuclei are investigated within finite temperature mean field models. Firstly, the temperature dependent the HF-BCS approximation has been used in the calculation of the ground state properties of nuclei. Pairing phase transitions from superfluid to the normal state are studied with respect to the temperature. The temperature dependence of the nuclear radii and neutron skin are also analyzed. An increase of proton and neutron radii is obtained in neutron rich nuclei especially above the critical temperature. Using different Skyrme energy functionals, it is found that the correlation between the effective mass in symmetric nuclear matter and the critical temperature depends on the pairing prescription. The temperature dependence of the nucleon effective mass is also investigated, showing that proton and neutron effective masses display different behavior below and above the critical temperature, due to the small temperature dependence of the density. Secondly, the effect of the temperature on the multipole response of nuclei is investigated within the fully self-consistent finite temperature RPA. It is shown that the low-energy part of the dipole and monopole spectrum is rather sensitive to the temperature. In particular, formation of the new low-energy modes are observed under temperature effects. Lastly, the effect of the temperature on the multipole response of open-shell nuclei is investigated within the FT-QRPA for the first time.
Benzer Tezler
- Yapay sinir ağlarında öğrenme algoritmalarının analizi
Analysis of learning algorithms in neural networks
SEVİNÇ BAKLAVACI
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. LEYLA GÖREN
- Investigation of bluff-body stabilized premixed flame dynamics using an in-house flow solver lestr3d
Küt cisim ile stabiılize edilmiş ön karışımlı alev dinamiklerinin özgün akış çözücüsü lestr3d ile incelenmesi
BURAKHAN ŞÜKÜROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR
- Elektriksel boşalmanın bulanık mantık ile benzetimi
The simulation of electrical discharges via fuzzy logic
KEMAL ARIKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Jeoistatistiksel, statik ve kararsız basınç testi verilerine koşullandırılmış heterojen geçirgenlik ve gözeneklilik sahalarının türetilmesi
Generation of porosity and permeability fields conditioned to geostatistical, and pressure transient data
ADİL GÜRKAN CEYHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDURRAHMAN SATMAN
- Değişken rezolüzyonlu görüntü örnekleyici
Multi resolution image sampler
RIZA CAN TARCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. M. SAİT TÜRKÖZ