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Skyrme能量密度泛函在重离子熔合反应中的应用[量子分子动力学之家]
Skyrme能量密度泛函在重离子熔合反应中的应用
 更新时间:2009/11/11 21:38:22  点击数:2217
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最近几十年来重离子熔合反应一直受到核物理界很多关注,这其中有几方面的原因: 1)超重元素的合成是一个具有挑战性的课题,而目前熔合反应是合成超重核的唯一途径; 2)人们发现弹核与靶核的结构性质对熔合反应特别是垒下熔合有较大的影响,探索熔合反应可以了解原子核结构性质; 3)重离子熔合反应所涉及的核心问题之一就是核-核相互作用势,而该相互作用势是与微观的核子-核子相互作用以及核态方程紧密相关; 4)熔合反应特别是重体系熔合的反应机制还不是非常清楚,譬如原子核的形变、壳效应以及反应的动力学等对熔合反应的影响还需要进一步研究。对于熔合反应,实验上所能提供的测量数据主要是熔合截面,探索核-核相互作用势以及反应机制也主要是基于熔合截面来实现的。因此建立理论模型来描述熔合截面非常关键。
 
对于熔合反应的描述,目前已经建立了一些理论模型,譬如时间依赖的Hartree-Fock (TDHF)以及改进的量子分子动力学(ImQMD)模型等动力学模型,这些模型对熔合的微观动力学机制能够给出满意的描述,它们所存在的主要困难是对于非常重的熔合体系所需要的运算时间非常长。熔合耦合道模型能够成功地描述近垒重离子 熔合反应的熔合激发函数(熔合截面随能量的变化),但是随着弹靶电荷乘积 Z1 Z2 以及额外的中子数的增加,许多反应道的耦合效应都需要考虑进来,这使得该模型碰到了很多难以解决的困难。 另外,熔合耦合道模型所采用的核-核相互作用势譬如Woods-Saxon势,对于不同的反应体系模型参数需要做一些调整。 Newton等人系统分析了46个熔合体系的垒上熔合激发函数。通过拟合熔合截面,他们发现Woods-Saxon势的表面弥散参数a 随着弹靶电荷乘积Z1 Z2 的增加而呈现增大的趋势。势参数的不确定对于预言那些目前还未曾测量的熔合体系的熔合截面就存在一定的困难。 因此需要建立一个简单有效的方法来系统地研究熔合激发函数
 
密度泛函理论广泛地应用于核基态性质的研究,它为准确性与计算时间之间提供了一个有效的平衡,从而可以采用一个简单自恰的方式来研究很重的系统。根据Hohenberg-Kohn理论,N体的相互作用费米子体系的能量是局域密度的唯一泛函。在半经典的扩展的Thomas-Fermi方法以及有效的Skyrme核相互作用的框架下,人们可以系统地得到这样一个泛函,即Skyrme能量密度泛函。在本工作中,我们基于Skyrme能量密度泛函来系统地研究熔合反应。 首先,我们采用Skyrme能量密度泛函的半经典表达以及约束的密度变分方法来研究一系列核的基态性质譬如密度分布以及核的均方根半经。其次,基于得到的密度分布我们计算了一系列熔合反应的入射道熔合势。再基于得到的入射道势,我们引入经验的势垒分布来考虑势垒的多维特征, 并且基于该势垒分布以及势垒穿透的思想来计算熔合激发函数。
 
详细的介绍请参见《广西物理》第29卷第2期
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