Skip to main content
SUPERVISOR
Zafarollah Kalantari,Maryam Hasanvand
سیدظفراله کلانتری (استاد راهنما) مریم حسنوند (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mahbobe Jafari shahivand
محبوبه جعفری شاهیوند

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Calculation of the deeply bound nuclear states of K- 118Sn, K- 40Ca, k- 12C, K- 3He
The investigation of the strong interactions in hadronic atoms is the main motivation to study the exotic atoms. For this purpose a negetive charge particle which can be a meson or a baryon, enters a target then atomic electron is replaced by the particle and finally a highly exited hadronic atom is formed. The particle then cascade down to atomic levels and it interacts strongly with the nucleus, and eventually is absorbed by the nucleus. One of these kind atoms which is important both theoretically and experimentally, is formed by mesons including strangeness like kaon ( K - ). Density dependent optical potential improved by Friedman can describe the interaction between kaon and nucleus, correctly. So we have solved the Klein-Gordon equation by this potential and Numerov method. Interaction between kaon and 118 Sn as a heavy nucleus has been studied. The atomic states of this system were calculated and campared with the experimental data. The bound nuclear states were also be determined. For this purpose, we have used two-parameter Fermi function for nuclear density. Then the K - 40 Ca system studied . U sing a two-parameter Fermi function for nuclear density, all nuclear levels of this interaction are calculated. Then we investigate the behavior of the K - in medium nucleus of 12 C , using a modified harmonic oscillator model for nuclear density . Calculating three nuclear levels, it was founded that deeply bound nuclear states of kaon can be formed in carbon. The results of this work for calcium and carbon nuclei were compared to the results obtained by other works, and it showed a relatively good consistency. At the end , we studied two-body interaction between kaon and 3 He by this method. To calculate the density of helium-3, we used a model, achieved from the solution of the Schr?dinger equation for a three-body system and we calculated one deeply bound nuclear state for this system. Yamazaki-Akaishi also have calculated one nuclear bound state for this system using a different model. Calculating these levels, we have shown that kaon in light, medium and heavy nuclei, before its decay to main channel, allocates a short time to stay at deeply bound nuclear states. Since these levels have a large width, they will have a very short lifetime and decay to their channel. In fact, these bound states reinforce the idea that kaon-nucleus system, before its decay to main channel, creates quasi bound nuclear states, and if experimental method is improved, it will be expected that these bound states can be observed experimentally.
بررسی برهم‌کنش‌های قوی هادرون‌ها انگیزه اصلی مطالعه اتم‌های اگزوتیک بوده است. برای این منظور ذره‌ای با بار منفی که می‌تواند مزون یا باریون باشد ، وارد محیط شده و جایگزین الکترون اتمی شده و اتم هادرونی بسیار برانگیخته تشکیل می‌شود. ذره طی فرایندهای گذار آبشاری به حالت‌های پایین گذار کرده و با هسته برهم‌کنش قوی انجام می‌دهد ، که در نهایت منجر به جذب توسط هسته خواهد شد. یکی از این نوع اتم‌ها که از دید نظری و تجربی بسیار مورد توجه است ، با مزون‌های دارای کوارک شگفت مانند کائون تشکیل می‌شود و به آن اتم کائونی گویند. پتانسیلی که به خوبی برهم‌کنش بین کائون و هسته را توصیف کرده است ، پتانسیل اپتیکی وابسته به چگالی است که توسط فریدمن توسعه یافته است. با استفاده از این پتانسیل و به کمک روش محاسباتی نومیروف ، معادله کلین-گوردن را برای این سیستم حل کرده‌ایم. ابتدا برهم‌کنش کائون با هسته قلع -118، به عنوان یک هسته سنگین مورد بررسی قرار گرفته است. ضمن محاسبه ترازهای اتمی این سیستم و مقایسه با داده‌های تجربی ، به منظور کسب اطمینان از صحت و دقت روش به کار برده شده ، پانزده تراز هسته‌ای برای این سیستم محاسبه شد، که برای محاسبه چگالی آن از مدل دوپارامتر فرمی استفاده کرده‌ایم. سپس برهم ‌کنش کائون و کلسیم-40 به عنوان یک هسته با عدد جرمی متوسط ، مورد مطالعه قرار گرفت. تمامی ترازهای هسته‌ای مربوط به این برهم‌کنش محاسبه شد ، که از مدل دوپارامتر فرمی برای چگالی هسته‌ای بهره برده‌ایم. پس از آن با استفاده از چگالی مدل نوسانگر هماهنگ ، رفتار کائون در هسته سبک‌تر کربن-12 را مورد بررسی قرار دادیم و با محاسبه سه تراز هسته‌ای ، امکان تشکیل حالت‌های بسیار مقید هسته‌ای کائون در کربن پیش بینی شد. نتایج مربوط به هسته‌های کلسیم و کربن را با نتایجی که توسط دیگران حاصل شده است ، مقایسه کردیم و تطابق نسبتاً خوبی را مشاهده کردیم. در پایان با استفاده از همین روش ، برهم‌کنش دو ذره‌ای کائون و هلیم-3 را مورد بررسی قرار دادیم. برای محاسبه چگالی هلیم-3 از یک مدل مناسب ، که از حل معادله شرودینگر برای یک سیستم سه ذره‌ای به دست می‌آید ، استفاده کردیم. ما یک حالت بسیار مقید هسته‌ای برای این سیستم محاسبه کردیم. یامازاکی-آکایشی نیز با ا ستفاده از مدلی دیگر، تنها یک تراز هسته‌ای برای این سیستم کائونی محاسبه کرده‌اند. با محاسبه این ترازها نشان دادیم که کائون در هسته‌های سبک ، متوسط و سنگین ، قبل از واپاشی به کانال‌های اصلی زمانی را به قرار گرفتن در ترازهای بسیار مقید هسته‌ای اختصاص می‌دهد ، و از آن‌جایی که این ترازها دارای پهنای بسیار زیادی هستند ، طول عمر بسیار کوتاهی خواهند داشت و خیلی زود واپاشی رخ می‌دهد. در واقع محاسبه این ترازها ، این ایده را که سیستم کائون-هسته قبل از نابودی از طریق کانال‌های واپاشی ، ابتدا در حالت‌های شبه مقید قرار می‌گیرد ، تقویت می‌کند و انتظار می‌رود با روش‌های آزمایشی مناسب‌تر ، به صورت تجربی مشاهده شوند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی