Szuperszimmetria atommagok klaszterállapotaiban

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Szuperszimmetria atommagok klaszterállapotaiban"

Benjámin Kelemen
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 Szuperszimmetria atommagok klaszterállapotaiban Lévai Géza MTA Atomki, Debrecen XVl. Magfizikus Találkozó, Jávorkút, 2018

2 Áttekintés Szuperszimmetria a fizikában - Impresszív elméletek, de mi van a kísérleti bizonyítékokkal? - Néha csak a matematikai formalizmus marad meg (SUSYQM) - Magfizika: bozonok és fermionok természetesen jelen vannak Klaszterizációról általában - Korrelációk szomszédos törzs+α rendszerekben A Félmikroszkopikus Algebrai Klasztermodell (SACM) - Eredmények számos könnyű magra 20Ne, 19F, 18O, stb. - A csoportszerkezete beágyazható egy szuperalgebrába - Teszteljük le az érvényességét G. L., J. Cseh, P. Van Isacker, JPG 34 (2007) 1729 Indikációk: B(E2), egynukleon-transzfer reakciók C2S

3 A klaszterizációról általában - Atommagok kisebb atommagokból - A fő szabadsági fokok: + relatív mozgás + a klaszterek belső szerkezete - Antiszimmetrizáció, Pauli-elv - α-klaszterizáció főként könnyű magokra jellemző - α-klaszter sávok: rotációs spektrum, erős B(E2)-k

4 Egy népszerű vadászterület α-klaszterizációra

5 1 Motiváció: Hasonló törzs+α szerkezetek könnyű magokban Kísérlet: hasonló sávszerkezet, átmenetek, etc. 16 O+α, 15N+α, 14N+α, 14C+α, etc. Elmélet: - lokális potenciál modell B. Buck et al., Nucl Phys. A290 (1977) mikroszkopikus klasztermodell e.g. H. Furutani et al., Prog. Theor. Phys. Suppl. 68 (1980) Semimicroscopic Algebraic Cluster Model J. Cseh, G. Lévai, Ann. Phys. (N.Y.) 230 (1994) 165

6 2 α-klaszter állapotok a 20Ne-ban

7 3 α-klaszter állapotok a 19F-ban ½½+

8 4 A 18F sávszerkezete

10 5 A Félmikroszkopikus Algebrai Klasztermodell (SACM) Algebrai: - Relatív mozgás - Belső klaszterszerkezet UR(4) vibron-modell SUC(3) USTC(4) Elliott-modell Félmikroszkopikus: mikroszkopikus modelltér + fenomenologikus operátorok Az SACM mikroszkopikus modelltere: Az SU(3) héjmodelltér szimmetria-inspirált csonkítása Klaszter-modelltér (CM): - jellemző a klaszterszerkezetre - Pauli-tiltott része is van Héjmodelltér (SM): - igen méretes - mentes Pauli-tiltott állapotoktól CM SACM SM Az SACM bázis a legfontosabb (legdeformáltabb) SU(3) állapotokból áll

11 A (λ,μ) SU(3) állapotok fizikai értelmezése: Oszcillatorkvantumok eloszlása a 3 térirányba nz nx ny μ λ 3D H.O.: n = nx + ny +nz λ = nz - nx, μ = nx - ny Kapcsolat az atommag deformációjával: Nagy λ : prolate (szivar) Nagy μ : oblate (palacsinta) λ = μ =0: gömbszerű

12 6 A természetben (és máshol) megfigyelt szimmetriák fajtája Tökéletes (sértetlen) Ritka (idealizáció) Közelítő Sérült Gyakoribb Gyakori SU(3) az atommagokban

13 7 SZUPERSZIMMETRIA A KLASZTERIZÁCIÓBAN A magszerkezeti modellek építőkövei: Bohr-Mottelson Fermionok: nukleonok (lyukak) a+, a I. Bozonok: kollektív gerjesztések kvantumai b+, b II. Bozonmodellek: Bozon-fermion modellek: Szuperszimmetrikus modellek: [b+ b](l) [b+ b](l) [a+ a](l) [b+ b](l) [a+ a](l) [b+ a](l) [a+ b](l) Bizonyíték - közvetett: korrelácók szomszédos magok adatai között (spektrum, sávszerkezet, B( l)) - direkt: nukleon transzfer reakciók (SUSY generátorok) Példák IBFM alapú SUSY, pl. U(6 4) in Os-Ir-Pt-Au kvadrupólus bozon - ÚJ: Klaszter KlaszterSUSY, SUSY U(4 12) in O+α, N+α, C+α dipólus bozon

14 8 Az U(4 12) klaszter szuperszimmetria G. Lévai, J. Cseh, P. Van Isacker: Eur. Phys. J. A 12 (2001) 305 Motiváció : - Hasonló sávok a 20Ne(0+1), 19F(½-), 18O(0+2), 18F(1+) magokban - Paraméterszisztematika az SACM-ből (16O+α, 15N+α, 14C+α,... ) G. Lévai, J. Cseh: Phys. Lett. B 381 (1996) 1 Fermion Bozon lyuk a p-héjon a relatív mozgás kvantuma a+(λ,μ)lst=a+(0,1)1½½ b+(λ,μ)l=b+(0,0)0, b+(1,0)1 ( +, +) EF EB MeV U(4 12) UB(4) UB(3) SUB(3) N} SU(3) O(3) UF(12) UF(3) SUF(3) USTF(4) {NF} [NB] [n ] [nfi] [ffi] (n,0) (λf,μf) (λ,μ) Spin(3) SUSF(2) SUTF(2) L J SF TF

15 9 Bázis: N} [NB] (n,0), {NF} (λf,μf) [ffi] SF TF MT ; (λ,μ) K L J M N = NB + NF teljes részecskeszám NB = n + n teljes bozonszám (dipólus + monopólus bozonok) n specifikálja a relatív mozgás gerjesztéseit NF specifikálja a törzs atommagot NF 2 14 (C,N,O)+α a teljes klaszterrendszert 0 16 O+α 1 15 (N,O)+α T=0 T=1/2 T=1,0 0h 8(8,0) 7(6,0) 6(4,0) D(0,2) = [a+ (0,1) 1h 9(9,0) 8(8,1) 8(7,0) 7(6,1) 7(5,0) D(0,1) = [a+ (0,1) (0,0)] (0,1) 2h 10(10,0) 9(9,1) 9(8,0) 8(8,2) 8(7,1) 8(6,0) SUSY generátorok kötik össze az n (λ,μ) állapotokat ] (0,1) (0,2) SU(3) kiválasztási szabályok

16 10 Egynukleon-transzfer reakciók az SUSY multipleten belül Tz=-1-1/ /2 Ne 1 (t, α) (3He, α) 19 Ne (3He,d) 19 F (d,3he) (p,d) 18 Ne SUSY generátorok 18 F D(λ,m)mt: D(0,p)-½ D(p,0)-½ (d,n) D(0,p)+½ 18 O

17 Számítások az U(4 12) klaszter SUSY alapján G. Lévai, J. Cseh, P. Van Isacker: J. Phys. G 34 (2007) A kísérleti állapotok hozzárendelése α-klaszter sávokhoz - Az mátrixelemek SU(3) tenzoralgebrai kiszámítása - A paraméterek illesztése a B(E2) és egynukleon C2S értékekhez atommagonként, majd egységesen O+α Sávok 3 Állapotok 13 B(E2) N+α O+α C+α N+α O+α Összesen A C2S értékek átlaga és száma az egyes egynukleon-transzfer reakciókban 20 proton pick-up Ne(t,α)19F 19F(d,3He)18O Megeng. 5 (0.94) Tiltott 1 (0.30) 3 (1.23) 2 (0.70) 19 proton stripping F( He,d)20Ne 18O(d,n)19F 3 2 (0.36) 4 (0.048) 3 (0.29) 5 (0.043) 20 neutron pick-up Ne(3He,α)19Ne 19F(p,d)18F 5 (1.03) 1 (0.21) 10 (0.58) 7 (0.04) 11

27 12 Összefoglalás - Kidolgoztunk egy U(4 12) klaszter SUSY sémát törzs + α rendszerekre Az SACM algebrai szerkezetét beágyaztuk egy szuperalgebrába Bozonok: a relatív mozgás gerjesztési kvantumai Fermionok: nukleon-lyukak a törzs atommagon - Teszteltük a 16O+α, 15N+α, 15O+α, 14C+α, 14N+α, 14O+α rendszerekre Közvetett teszt: B(E2) értékek Hasonló eredmények adódtak a magonkénti és a globális illesztésekből Közvetlen teszt: C2S az egynukleon-transzfer reakciókból A kísérleti adatok jól egyeztek a SUSY kiválszatási szabályok jóslatával

29 Sometimes you don t see symmetry, but you know it is there

Hasonló dokumentumok

Bevezetés a részecskefizikába

Bevezetés a részecskefizikába Kölcsönhatások Az atommag felépítése Az atommag pozitív töltésű protonokból (p) és semleges neutronokból (n) áll. A protonok és neutronok kvarkokból + gluonokból állnak. A