Interacting Boson Model from Energy Density Functionals

این پایان نامه یک روش جدید و قوی برای استخراج یک مدل همیلتونی از مدل بوزون برهمکنش بر اساس تئوری تابعی چگالی انرژی هسته ای میکروسکوپی را توصیف می کند. بر اساس این واقعیت که تغییر شکل سطحی ناشی از چند نوکلئون هسته محدود را می توان با درجات آزادی موثر بوزون شبیه سازی کرد، قابل مشاهده ها در چارچوب ذاتی، به دست آمده از روش میدان میانگین خودسازگار با تابع چگالی انرژی میکروسکوپی، بر روی نقشه برداری می شوند. آنالوگ بوزون بنابراین، طیف‌های تحریک و نرخ‌های انتقال برای حالت‌های جمعی مربوطه که دارای اعداد کوانتومی تقارن خوب هستند، توسط قطری‌سازی بعدی بوزون همیلتونی نگاشت شده محاسبه می‌شوند. از آنجایی که رویکرد عملکردی چگالی یک توصیف جهانی دقیق از خواص توده هسته‌ای ارائه می‌کند، مدل بوزون برهمکنش برای موقعیت‌های مختلف پدیده‌های شکل هسته‌ای، از جمله موارد هسته‌های عجیب و غریب که در تأسیسات پرتو ایزوتوپی کمیاب در سراسر جهان بررسی شده‌اند، مشتق شده است. این کار، برای اولین بار، اطلاعات مهمی در مورد اینکه چگونه مدل بوزون برهمکنش توجیه شده و از درجات آزادی نوکلئونی به شیوه ای جامع استخراج می شود، ارائه می دهد.

This thesis describes a novel and robust way of deriving a Hamiltonian of the interacting boson model based on microscopic nuclear energy density functional theory. Based on the fact that the multi-nucleon induced surface deformation of finite nucleus can be simulated by effective boson degrees of freedom, observables in the intrinsic frame, obtained from self-consistent mean-field method with a microscopic energy density functional, are mapped onto the boson analog. Thereby, the excitation spectra and the transition rates for the relevant collective states having good symmetry quantum numbers are calculated by the subsequent diagonalization of the mapped boson Hamiltonian. Because the density functional approach gives an accurate global description of nuclear bulk properties, the interacting boson model is derived for various situations of nuclear shape phenomena, including those of the exotic nuclei investigated at rare-isotope beam facilities around the world. This work provides, for the first time, crucial pieces of information about how the interacting boson model is justified and derived from nucleon degrees of freedom in a comprehensive manner.