Ảnh hưởng của lời giải chính xác bài toán kết cặp và các dao động tập thể lên cấu trúc hạt nhân tại nhiệt độ bằng không và nhiệt độ hữu hạn

Đề tài “Ảnh hưởng của lời giải chính xác bài toán kết cặp và các dao động tập thể lên cấu trúc hạt nhân tại nhiệt độ bằng không và nhiệt độ hữu hạn” do Cơ quan chủ trì Bộ Giáo dục và Đào tạo cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài PGS.TS Nguyễn Quang Hưng tập trung nghiên cứu cấu trúc của hạt nhân nguyên tử, đặc biệt là cấu trúc của các hạt nhân giàu neutron và proton tại nhiệt độ bằng không (T=0) và năng lượng kích thích cao hoặc nhiệt độ hữu hạn (T≠0). Tại nhiệt độ bằng không, đề tài sẽ nghiên cứu các đặc tính như năng lượng của các trạng thái cơ bản và kích thích, một số cộng hưởng khổng lồ trong hạt nhân như cộng hưởng khổng lồ đơn cực (Giant Monopole Resonance - GMR), cộng hưởng khổng lồ lưỡng cực (Giant Dipole Resonance - GDR), cộng hưởng khổng lồ tứ cực (Giant Quadrupole Resonance - GQR)… Tại nhiệt độ khác không, đề tài sẽ nghiên cứu các tính chất nhiệt động học và sự phụ thuộc vào nhiệt độ của GDR trong các hạt nhân bị kích thích cao (các hạt nhân nóng). Cụ thể, đề tài này sẽ nghiên cứu ảnh hưởng của lời giải chính xác bài toán kết cặp (Exact Pairing - EP) lên các trạng thái kích thích và dao động tập thể tại nhiệt độ bằng không cũng như ảnh hưởng đồng thời của EP kết hợp với các dao động tập thể lên các tính chất nhiệt động học của hạt nhân tại nhiệt độ khác không.

Đề tài dự kiến sẽ phát triển một mô hình lý thuyết bao gồm: a) phương pháp HartreeFock với lực tương tác nucleon-nucleon hiệu dụng dạng Skyrme để mô tả trường trung bình hạt nhân; b) lời giải chính xác bài toán kết cặp cho một số mức đơn hạt quanh mức Fermi để tính tới tương quan kết cặp trong hạt nhân; c) phương pháp RRPA trong đó có tính tới các kích thích hạt-hạt và lỗ-lỗ cùng với các kích thích hạt-lỗ để giải quyết vấn đề vi phạm nguyên lý Pauli và EWSR của RPA; d) các phương pháp thống kê dựa trên việc nhúng lời giải chính xác bài toán kết cặp kết hợp với phương pháp RRPA tại nhiệt độ T=0 vào trong hai tập hợp thống kê CE và MCE để nghiên cứu các tính chất nhiệt động học của hạt nhân nóng.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

- Phát triển thành công một code chương trình kết hợp lời giải chính xác bài toán kết cặp (EP) với phương pháp trường trung bình Hartree-Fock (HF+EP) sử dụng các phiên bản lực tương tác Skyrme MSk và BSk. Code chương trình này đã được áp dụng vào việc mô tả chính xác cấu trúc của hạt nhân ²²O và ³⁴Si tại trạng thái cơ bản cũng như trạng thái kích thích.

- Nghiên cứu thành công tính chất nhiệt động học của một số hạt nhân nóng như ^60-62Ni, ^170-172Yb và hạt nhân vừa nóng vừa quay như ⁹⁶Tc bằng cách sử dụng lời giải chính xác bài toán kết cặp kết hợp với mẫu đơn hạt độc lập tại nhiệt độ T≠0 (EP+IPM).

- Phát triển thành công code chương trình tính vi mô tiết diện đàn hồi neutron trên một số bia hạt nhân có số magic kép như ¹⁶O, ⁴⁸Ca, và ²⁰⁸Pb tại các năng lượng kích thích khác nhau.

- Kết hợp thành công code chương trình HF+EP với phương pháp gần đúng pha ngẫu nhiên RPA nhằm mô tả các trạng thái kích thích thấp cũng như cộng hưởng khổng lồ của một số hạt nhân hình cầu như ^22,24,28O, trung bình ⁶⁰Ni, và nặng ⁹⁰Zr.

Các kết quả của đề tài đã được công bố trên 7 tạp chí quốc tế, trong đó có 6 bài trên các tạp chí ISI uy tín cao trong lĩnh vực vật lý hạt nhân như Physical Review C, Physics Letters B, Reports on Progress in Physics. Đề tài cũng góp phần đào tạo 2 NCS, trong đó 1 NCS đã bảo vệ thành công luận án Tiến Sĩ.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 16461/2019) tại Cục Thông tin KH&CN Quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)