100 Chương 3 Nghiờn cựu cơ chá chuyºn α trong tỏn xÔ 16O−12C
16O+12C
Elab= 132 MeV
CRC inverted Frahn-Hussein
2.0
1.5
WM(MeV)
1.0
0.5
0.0
-0.5
2 3 4 5 6 7 8 9
R (fm)
Hình 3.9: PhƯn Êo cơa thá Majorana đưủc tớnh bơng phương phỏp nghàch đÊo l°p nhiạu loÔn (đướng liãn nột) cho hằ tỏn xÔ đàn hỗi 16O−12C tÔi 132
MeV [97]. Thá Êo này đưủc so sỏnh vợi thá Êo Majorana hiằn tưủng luên như đ (3.10).
Trong nghiờn cựu này chỳng tụi so sỏnh kát quÊ thá Majorana thu đưủc tứ viằc làm khợp vợi thỹc nghiằm như đ (3.10) và thá Majorana thu đưủc tứ phương phỏp nghàch đÊo l°p nhiạu loÔn cho hằ 16O−12C [97]. Kát quÊ đưủc ch¿ ra đ Hỡnh 3.9 cho thĐy thá phõn cỹc đởng dÔng Gauss (3.10) là phự hủp trong viằc tớnh đán quỏ trỡnh chuyºn α đàn hỗi Ênh hưđng lờn kờnh tỏn xÔ đàn hỗi. Kát quÊ đ Hỡnh 3.9 cũng cho thĐy vợi hai cỏch tiáp cên đởc lêp đãu ch¿ ra quỏ trỡnh α đàn hỗi xÊy ra chơ yáu tÔi R ≈ 5.4 fm, khoÊng cỏch này đ bã m°t cơa hằ 16O−12C. Cỏc kát quÊ này đó đưủc cụng bố trờn tÔp chớ European Physical Journal A [CT3].
3.4 Chuyºn α giỏn tiáp qua cỏc trÔng thỏi kớch thớch cơa 16O và lõi 12C
Ta thĐy kàch bÊn chuyºn α trỹc tiáp đưủc trỡnh bày đ mửc 3.3 là hiºn nhiờn. Nhưng văn cũn vĐn đã chưa đưủc làm rừ là hằ số phờ Sα thu đưủc tứ
100
Chương 3 Nghiờn cựu cơ chá chuyºn α trong tỏn xÔ 16O−12C
tớnh toỏn này lÔi lợn hơn hai lƯn so vợi cỏc tớnh toỏn SM [40] ho°c mơ hình 4 cưm α cơa 16O [95]. Điãu này rừ ràng là do đúng gúp quỏ trỡnh chuyºn giỏn tiáp thụng qua cỏc trÔng thỏi kớch thớch cơa 16O và 12C cũng đóng góp vào quá trình chuyºn α tờng. Ch¯ng hÔn đúng gúp quan trồng vào quỏ trỡnh
1
chuyºn α giỏn tiáp thụng qua trÔng thỏi kớch thớch 2+ cơa lõi 12C đã đưđc
tiên đốn bđi các mơ hình cưm [87, 95]. Mđ rởng ra, quỏ trỡnh chuyºn giỏn tiáp qua cỏc thỏi kớch thớch quan trồng cơa 16O cũng nên đưđc xem xét [39].
2
Trong đú, trÔng thỏi kớch thớch 0+
(6.05 MeV) và 2+
(6.92 MeV) cơa 16O là
1
nhỳng trang thỏi kớch thớch thĐp thuởc dÊi quay Kπ = 0+. Hai trÔng thỏi này đưủc cho là cú cĐu trỳc cửm α +12C và đưủc mong đủi cú đúng gúp khụng thº bọ qua đối vợi quỏ trỡnh chuyºn α trong tỏn xÔ 16O−12C. Bên
cÔnh đú trÔng thỏi kớch thớch 3−1(6.13 MeV) cú cĐu trỳc SM tương tỹ như
2
trÔng thỏi cơ bÊn cơa 16O cú Ênh hưđng liờn kờnh mÔnh lờn trÔng thỏi cơ bÊn vỡ cướng đở dàch chuyºn bỏt cỹc lợn. Nhỳng trÔng thỏi kớch thớch 0+,
1
3−1, 2+
cơa 16O cũng đưủc tiờn đoỏn bđi tớnh toỏn SM gƯn đõy [40] vợi hằ
sè phê Sα lƯn lưủt là Sα ≈ 0.535, 0.663 và 0.5. Cỏc giỏ trà này khỏ gƯn vợi
hằ số phờ cơa trÔng thỏi cơ bÊn cơa 16O (Sα ≈ 0.794). Cỏc trÔng thỏi kớch thớch khỏc đ năng lưủng cao hơn cú hằ số phờ đưủc tiờn đoỏn theo SM nhọ hơn nhiãu so vợi cỏc giỏ trà đ trờn (xem BÊng III trong [40]). Do đó, trong nghiên cùu này, chúng tôi xét quá trình chuyºn α giỏn tiáp thụng qua cỏc
trÔng thỏi kớch thớch 0+, 3−, và 2+ cơa 16O cũng như trÔng thỏi 2+
cơa lõi
2 1 1 1
12C đº làm rõ đóng góp cơa quá trình chuyºn α giỏn tiáp vào tiát diằn tỏn
xÔ đàn hỗi 16O−12C. Sơ đỗ liờn kờnh cơa mưới kờnh phÊn ựng đưủc xem xột trong tớnh toỏn này đưủc ch¿ ra đ Hỡnh 3.10.
2
Đº nghiờn cựu quỏ trỡnh chuyºn giỏn tiáp thụng qua cỏc trÔng thỏi kớch thớch cơa 16O trong phõn tớch CRC theo sơ đỗ đ Hỡnh 3.10, ta cƯn xỏc đành cỏc đÔi lưủng liờn quan đán sỹ chỗng chêp giỳa hai hÔt nhõn 12C và 16O theo biºu thùc (3.9). Vì spin cơa 12C và α bơng 0, ta cú giỏ trà mụ men quÿ đÔo L bơng vợi spin cơa hÔt nhõn kớch thớch 16O. Theo SM trÔng thỏi kớch thớch 0+ và 2+ cú 4 nucleon tứ lợp 1p nhÊy lờn lợp (2s1d), trong khi đú trÔng thỏi 3−
1 1
cú 1 nucleon nhÊy lờn lợp (2s1d). Áp dưng biºu thùc (3.3) ta thu đưđc giá trà
N như đ BÊng 3.3. Vợi mửc đớch nhơm kiºm tra sỹ nhĐt quỏn cơa hằ số phờ
101
102 Chương 3 Nghiờn cựu cơ chá chuyºn α trong tỏn xÔ 16O−12C
Hình 3.10: Sơ đỗ liờn kờnh cơa 10 kờnh phÊn ựng (5 kờnh đ Hỡnh bờn trỏi và 5 kờnh đ Hỡnh bờn phÊi) đưủc đưa vào trong tớnh toỏn trong phõn tớch
CRC cơa tỏn xÔ đàn hỗi 16O−12C, bao gỗm quỏ trỡnh chuyºn α trỹc tiáp và
giỏn tiáp.
Sα đưủc tớnh toỏn gƯn đõy theo SM đưủc thỹc hiằn bđi Volya và Tchuvilsky [40], chỳng tụi sỷ dửng cố đành cỏc giỏ trà này trong phõn tớch CRC quỏ trỡnh chuyºn α giỏn tiáp trong tỏn xÔ đàn hỗi 16O−12C. Túm tưt cỏc thụng số đƯu vào trong tớnh toỏn CRC cho trÔng thỏi cơ bÊn và kớch thớch cơa 16O đưủc trỡnh bày đ BÊng 3.3. Bờn cÔnh đú, ta cũng cƯn xỏc đành thá dàch chuyºn mụ
BÊng 3.3: Giá trà Sα đưủc sỷ dửng trong phõn tớch CRC, bao gỗm quỏ trỡnh chuyºn α trỹc tiáp và giỏn tiáp qua trÔng thỏi cơ bÊn và kớch thớch cơa 16O. Cỏc giỏ trà này đưủc lĐy theo tớnh toỏn SM[40]. Số lưủng tỷ chớnh N và mô men góc L tương ựng vợi cĐu hỡnh α+12C đưủc cho bđi quy tưc Wildermuth (3.3).
Ex (MeV) | N | L | Sα | |
0+ 1 0+ 2 3−1 2+ 1 | 0.000 6.049 6.130 6.917 | 3 5 2 4 | 0 0 3 2 | 0.794 0.535 0.663 0.500 |
Có thể bạn quan tâm!
-
Nghiờn Cựu Hiằu Ựng Cưu Vỗng Hôt Nhõn Trong Tỏn Xô Hôt 12C−12C Và 16O−12C -
Chương 3 Nghiờn Cựu Cơ Chá ChuyºN Α Trong Tỏn Xô 16O−12C -
Chương 3 Nghiờn Cựu Cơ Chá ChuyºN Α Trong Tỏn Xô 16O−12C -
Chương 3 Nghiờn Cựu Cơ Chá ChuyºN Α Trong Tỏn Xô 16O−12C -
Chương 3 Nghiờn Cựu Cơ Chá ChuyºN Α Trong Tỏn Xô 16O−12C -
Nghiên cứu hiệu ứng cầu vồng và cơ chế chuyển alpha trong tán xạ ở năng lượng thấp và trung bình - 18
Xem toàn bộ 152 trang tài liệu này.
tÊ quỏ trỡnh 16Og.s. →16O∗. Thá dàch chuyºn này cũng đưủc xỏc đành theo
102
Chương 3 Nghiờn cựu cơ chá chuyºn α trong tỏn xÔ 16O−12C
mău folding mđ rởng như đ Chương 2. Mêt đở dàch chuyºn sỷ dửng trong mău folding đưủc lĐy theo mău OCM đưủc tớnh toỏn bđi Okabe [55]. Mêt đở này đưủc chỳng tụi hiằu ch¿nh lÔi sao cho mụ tÊ thỹc nghiằm cướng đở dàch chuyºn tứ trÔng thỏi cơ bÊn đán cỏc trÔng thỏi kớch thớch 0+, 3−, và
2 1
1
2+ tương ùng có M(E0) = 3.55 ± 0.21 e fm2, B(E3↑) = 1490 ± 70 e2fm6, và
B(E2↑) = 39.3 ± 1.6 e2fm4 [98].
Đối vợi quỏ trỡnh chuyºn giỏn tiáp α thụng qua cỏc trÔng thỏi kớch thớch cơa 12C trong phõn tớch CRC theo sơ đỗ đ Hỡnh 3.10. Quỏ trỡnh chuyºn này tương ựng vợi hÔt nhõn 16O đ trÔng thỏi cơ bÊn phõn tỏch theo cĐu hỡnh
12
2
α+ C + . CĐu hỡnh này đó đưủc thÊo luên trược đõy trong cỏc mụ hỡnh SM
1
1
và cưm [54, 87, 95, 99, 100]. Vợi hÔt nhõn 16O đ trÔng thỏi cơ bÊn, giỏ trà mụ men quÿ đÔo L phÊi bơng 2 đº bÊo toàn spin cơa 16O bơng 0. Kát hủp vợi điãu kiằn Wildermuth đ (3.3), ta nhên đưủc N = 2. Theo các nghiên cùu SM [40, 87, 99, 100], trÔng thỏi kớch thớch 2+ và cơ bÊn cơa 12C cú cựng cĐu trỳc lợp vọ SU(3). Vỡ vêy cĐu trỳc α liờn kát vợi lừi 12C đ trÔng thỏi cơ bÊn
1
ho°c 2+ tÔo thành 16Og.s. vã nguyờn tưc cú cựng giỏ trà hằ số phờ Sα. Tuy
1
nhiờn, trÔng thỏi 2+ cơa 12C bà suy bián bđi số trÔng thỏi con cú hỡnh chiáu
12
2
tứ M khác nhau. Do đó, Sα cơa cĐu hỡnh α+
C + phÊi đưủc tăng bđi hằ số
1
bơng vợi số trÔng thỏi suy bián hỡnh chiáu tứ M này. Ta có
A
N =3,L=0
N L
2 (16Og.s., 12C∗(L)) = (2L + 1)A2
(16Og.s., 12Cg.s.), (3.11)
2
α
Như vêy, chỳng ta thu đưủc hằ số phờ S cơa cĐu hỡnh α+12C +
1
gĐp 5 lƯn
so vợi cĐu hỡnh α+12Cg.s.. Vỵi giá trà Sα ≈ 0.794 cho cĐu hỡnh 16Og.s. →
α+12Cg.s. đưđc tiên đoán bđi tính toán SM [40], chúng ta xác đành đưđc
Sα ≈ 3.9 theo biºu thùc (3.11) cho cĐu hỡnh
16Og.s. →α+12
C + . Các giá trà
2
1
này đưủc sỷ dửng cố đành trong tớnh toỏn CRC. Cũng cƯn lưu ý rơng, khụng ch¿ riờng mụ hỡnh SM, cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn bđi mụ hỡnh cửm OCM [54], hay gƯn đõy là mụ hỡnh cửm 4 α OCM [95] cũng cho thĐy giỏ trà Sα vợi cĐu
2
hình α+12C +
1
gĐp 3 đán 5 lƯn cĐu hỡnh α+12
Cg.s. (xem BÊng 3.4). Điãu này
ch¿ ra rừ rơng là do sỹ suy bián cơa trÔng thỏi con M . Ngoài trÔng thỏi kớch
1
thích 2+
cơa lõi 12C ta không xét các kích thích khác. Vì kích thích 3−1
103
tÔi
104 Chương 3 Nghiờn cựu cơ chá chuyºn α trong tỏn xÔ 16O−12C
2
9.6 MeV khụng thọa món điãu kiằn Wildermuth (3.3) ho°c kích thích 0+ tÔi
7.65 MeV (trÔng thỏi Hoyle) cú hằ số phờ Sα rĐt bộ [100]. Thá dàch chuyºn
12Cg.s. →12C∗ đưủc xỏc đành tương tỹ như đ tiºu mửc 2.3.
→
1
BÊng 3.4: Hằ số phờ Sα đưủc tiờn đoỏn bđi cỏc mụ hỡnh cĐu trỳc khỏc nhau cho sỹ phõn tỏch 16O α+12C, trong đó lõi 12C đ trong trÔng thỏi cơ bÊn và kớch thớch 2+ tÔi 4.44 MeV. Giỏ trà hằ số phờ Sα đưủc sỷ dửng trong tớnh
toỏn CRC phõn tớch tỏn xÔ đàn hỗi 16O−12C này (đ dũng cuối cựng) thu
đưđc trong tính toán SM [40].
Model | α+12Cg.s. | α+12C2+ 1 | Reference |
SM | 0.228 | 1.265 | [99] |
SM | 0.235 | 1.30 | [100] |
SM | 0.296 | 1.48 | [87] |
OCM | 0.30 | 1.397 | [54] |
4(α)-OCM | 0.59 | 1.47 | [95] |
SM | 0.794 | 3.90 | [40] |
Kát quÊ tiát diằn tỏn xÔ đàn hỗi 16O−12C theo tớnh toỏn CRC theo sơ đỗ Hỡnh 3.10 đưủc so sỏnh vợi dỳ liằu thỹc nghiằm tÔi Elab = 100 − 300 MeV [7, 16, 19, 20] đ Hình 3.11 và 3.12. Khác vỵi tính tốn CRC cơa quá trình chuyºn α trỹc tiáp đó đưủc trỡnh bày đ mửc 3.3, ta cú thº sỷ dửng OP tứ phõn tớch OM đơn kờnh ỏp dửng vào tớnh toỏn CRC bđi vỡ Ênh hưđng liờn kờnh yáu giỳa kờnh đàn hỗi và kờnh phÊn ựng chuyºn. Trong trướng hủp tớnh CRC mưới kờnh, OP thay đời nhiãu do Ênh hưđng liờn kờnh mÔnh giỳa kờnh tỏn xÔ đàn hỗi và kờnh kớch thớch. OP bõy giớ đưủc điãu ch¿nh lÔi nhơm mửc đớch mụ tÊ dỳ liằu tỏn xÔ đàn hỗi đ gúc phớa trược chi phối chơ yáu bđi thuƯn tỏn xÔ đàn hỗi. Chỳng ta cú thº thĐy đ đ BÊng 3.5, cướng đở hĐp thử cơa thá Êo WS bà giÊm đỏng kº tÔi cỏc năng lưủng xem xột do đó tớnh đán cỏc kờnh kớch thớch như đó ch¿ ra đ Hỡnh 3.10. Đº làm rõ đóng góp cơa các quá trình chuyºn α khỏc nhau đối vợi tỏn xÔ đàn hỗi 16O−12C đ gúc lợn, chỳng tụi thỹc hiằn tớnh toỏn CRC vợi cỏc sơ đỗ theo cỏc cỏch khỏc nhau. Đướng gÔch-chĐm đ Hỡnh 3.11 và 3.12 mụ tÊ cỏc tớnh toỏn CC cơa tỏn xÔ đàn hỗi 16O−12C. Trong đú, ch¿ xột liờn kờnh đán cỏc trÔng thỏi kớch thớch
104
Chương 3 Nghiờn cựu cơ chá chuyºn α trong tỏn xÔ 16O−12C
100
10-1
10-2
10-3
10-4
R
10-5
10-chn transfer 4-chn transfer 2-chn transfer
No transfer
16O+12C
Elab
= 100 MeV
d /d
100
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
Elab= 115.9 MeV
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
c.m.(deg)
1
Hình 3.11: Mụ tÊ CRC mưới kờnh cho dỳ liằu tỏn xÔ đàn hỗi 16O−12C tÔi Elab = 100 và 115.9 MeV [20] (đướng liãn nột). Kát quÊ này đưủc so sỏnh vợi trướng hủp ch¿ tớnh CC cho thuƯn tỏn xÔ đàn hỗi, bọ qua quỏ trỡnh chuyºn α (đướng gÔch-chĐm) ho°c bao gỗm tớnh toỏn CRC chuyºn trưc tiáp hai kờnh (đướng chĐm) và CRC chuyºn trỹc tiáp và giỏn tiáp 4 kờnh thụng qua trÔng thỏi 2+ cơa lõi 12C (đướng gÔch nối).
105
106 Chương 3 Nghiờn cựu cơ chá chuyºn α trong tỏn xÔ 16O−12C
16O+12C
E = 132 MeV
lab
10-chn transfer
4-chn transfer 2-chn transfer No transfer
Elab= 300 MeV
100
10-1
10-2
10-3
10-4
d /d
R
10-5
100
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
c.m.(deg)
Hình 3.12: Tương tỹ như Hỡnh 3.11 nhưng cho trướng hủp dỳ liằu tỏn xÔ đàn hỗi đưủc đo tÔi Elab = 132 MeV [7, 16] và 300 MeV [19].
1
và bọ qua quỏ trỡnh chuyºn α (phõn vựng (a) đ sơ đỗ Hỡnh 3.10). Đướng chĐm là tớnh toỏn CRC bao gỗm chuyºn α trỹc tiáp tứ phõn vựng (a) đán phõn vựng (b)(hai kờnh chuyºn α). Đướng gÔch nối là tớnh toỏn CRC bao gỗm chuyºn α trỹc tiáp và giỏn tiáp qua trÔng thỏi kớch thớch 2+ cơa lõi 12C (4 kênh chuyºn α). Sau cựng, đướng liãn nột là tớnh toỏn CRC đƯy đơ bao gỗm cỏc quỏ trỡnh chuyºn α khỏc nhau giỳa hai phõn vựng (a) và (b) theo sơ đỗ Hỡnh 3.10. Trong mội phõn vựng, cỏc kờnh phi đàn hỗi luụn liờn kờnh vợi kờnh tỏn xÔ đàn hỗi trong tĐt cÊ cỏc tớnh toỏn CRC như đó đưủc ch¿ ra đ trờn.
106
Chương 3 Nghiờn cựu cơ chá chuyºn α trong tỏn xÔ 16O−12C
BÊng 3.5: Các tham sè OP theo biºu thùc (2.13) đưủc sỷ dửng trong phõn
tớch CRC mưới kờnh ( bao gỗm chuyºn α trỹc tiáp và giỏn tiáp) cơa tỏn xÔ đàn hỗi 16O−12C tÔi Elab = 100 − 300 MeV.
NR | JV (MeV fm3) | W0 (MeV) | RW (fm) | aW (fm) | JW (MeV fm3) | σR (mb) | |
100 | 0.930 | 310.1 | 5.59 | 6.01 | 0.40 | 27.6 | 1331 |
115.9 | 0.910 | 301.6 | 5.50 | 6.00 | 0.40 | 27.1 | 1332 |
124 | 0.920 | 304.0 | 6.00 | 5.86 | 0.46 | 28.0 | 1347 |
132 | 0.945 | 311.3 | 7.60 | 5.99 | 0.55 | 38.5 | 1436 |
300 | 0.912 | 281.7 | 17.70 | 5.60 | 0.68 | 77.5 | 1551 |
Chỳng ta cú thº thĐy đ Hỡnh 3.11 và 3.12, náu khụng cú đúng gúp cơa cỏc kờnh chuyºn α, kát quÊ tớnh toỏn CC (đướng gÔch-chĐm) cú thº mụ tÊ tốt dỳ liằu tỏn xÔ đàn hỗi ch¿ đ cỏc gúc phớa trược và gúc trung bỡnh (<100◦). Điãu này càng rừ ràng hơn cho trướng hủp 300 MeV, trong đú tỏn xÔ đàn hỗi giÊm nhanh theo dÔng số mũ khi giỏ trà gúc θc.m. tăng và hƯu như khụng cũn thĐy đ gúc lợn gƯn 180◦. Cỏc kát quÊ CC này ch¿ ra rơng kàch bÊn đưủc đã xuĐt bđi Ohkubo và Hirabayashi [85] nhơm giÊi thớch sỹ dao đởng cơa tiát diằn tỏn xÔ đàn hỗi 16O−12C đ gúc lợn tÔi Elab = 115.9 MeV là khụng hủp lý. Thêt vêy, kát quÊ tớnh toỏn CC cơa chỳng tụi xột đán cỏc trÔng thỏi kớch thớch thĐp cơa 16O và lõi 12C vợi giỏ trà đỗ nhũe cơa thá Êo WS aW ≈ 0.4 − 0.68 fm khụng cho thĐy xuĐt hiằn cỏc súng phÊn xÔ dăn đán giao thoa tiát diằn tỏn xÔ đàn hỗi đ gúc lợn. Như đó đưủc thÊo luên đ mửc 3.1, rừ ràng đõy khụng phÊi do hiằu ựng CC mà do viằc sỷ dửng giỏ trà aWquỏ bộ làm tăng thành phƯn Near-side đ gúc lợn, dăn đán làm tăng sỹ dao đởng cơa tiát diằn (như đó đưủc minh hồa đ Hỡnh 3.4).
Vỵi quá trình chuyºn α trỹc tiáp và giỏn tiáp đưủc tớnh đán, tiát diằn đàn hỗi 16O−12C thỹc sỹ đưủc tăng cướng đ gúc lợn. Tứ cỏc kát quÊ đưủc ch¿ ra đ Hỡnh 3.11 và 3.12, chỳng ta cú thº thĐy rơng quỏ trỡnh chuyºn α giỏn tiáp đúng gúp quan trồng trong mụ tÊ sỹ dao đởng tăng cướng cơa tiát diằn tỏn xÔ đàn hỗi 16O−12C đ gúc lợn. Cỏc kát quÊ CRC cũng ch¿ ra rơng,
1
quá trình chuyºn α giỏn tiáp thụng qua trÔng thỏi kớch thớch 2+ cơa lõi 12C
107