Teilprojekt A4

Nukleare Systeme

Leiter:
Prof. Dr. Herbert Müther(herbert.muether@uni-tuebingen.de) (Tel.: 07071/29-6787)

Zusammenfassung zum Teilprojekt

Ziel dieses Teilprojektes ist die Entwicklung von numerischen Methoden zur Lösung von Vielteilchenproblemen der Quantenmechanik sowie zur Simulation von Stössen und Reaktionen schwerer Ionen bei hohen Energien. Diese Simulation soll auf einer parameterfreien mikroskopischen Vielteilchentheorie für die wechselwirkenden Nukleonen basieren. Aus Abweichungen zwischen dieser mikroskopischen Theorie und den experimentellen Beobachtungen an den bestehenden bzw. im Bau befindlichen Beschleunigern in Darmstadt (GSI), Genf (CERN) und Brookhaven (RHIC) kann man Informationen über die Eigenschaften eines möglicherweise erzeugten Quark-Gluon-Plasmas oder anderer exotischer Materieformen erhalten. Die berechnete Zustandsgleichung nuklearer Materie bei hohen Dichten und Temperaturen ist aber auch ein wichtiger Bestandteil der Beschreibung astrophysikalischer Phänomene wie den Eigenschaften von Neutronensternen oder Supernovae vom Typ II.

Aktuelle Arbeiten

Fur eine Beschreibung der nuklearen Vielteilchensysteme, die auf realistischen Nukleon-Nukleon Wechselwirkungen basiert, wurden Methoden zur Behandlung der Korrelationen zwischen den wechselwirkenden Teilchen entwickelt. Diese Methoden basieren auf der Technik der Greenschen Funktionen. Zur Berechnung dieser Greenschen Funktionen müssen Intgeralgleichungen (die Dyson Gleichungen) gelöst werden, bei denen der Kernel von der Lösung abhängt (Selbstkonsistenz). Dieses Problem wird umformuliert in ein Eigenwertproblem. Dadurch lässt sich das Selbstkonsistenzproblem reduzieren auf die Betrachtung von "charakteristischen" Eigenvektoren, die z.B. mit der Lanczos Methode gewonnen werden können.
In einem ersten Schritt wurde das Verfahren angewandt auf die Berechnung der Einteilchen-Greensfunktion. Die kurzreichweitigen Korrelationen, die durch realistische Nukleon-Nukleon Wechselwirkungen induziert werden, führen zu hohen Impulskomponenten in der Einteilchendichte. Diese werden jedoch erst in Nukleon knock out Reaktionen sichtbar, die zu Restkernen mit hohen Anregungsenergien führen [1] . Dieses theoretische Ergebnis wurde in (e,e')N Experimenten bestätigt.
Während die Effekte kurzreichweitiger Korrelationen bereits sehr gut in einem Modell unendlich ausgedehnter Kernmaterie bestimmt werden können [2] , können langreichweitige Korrelationen zuverlässig nur für die wirklichen Atomkerne mit endlicher Nukleonenzahl bestimmt werden. Es zeigt sich, dass langreichweitige Korrelationen die Impulsverteilung bei niedrigen Anregungs-Energien beeinflussen, wenn die Schalenstruktur der Einteilchenenergien nicht sehr ausgeprägt ist [3] . Dies ist nur bei schweren Atomkernen der Fall.
In einem nächsten Schritt wird nun versucht die entsprechenden Methoden auf die Berechnung der Zweiteilchen Greensfunktion auszudehnen. Ein Vergleich mit den experimentellen Ergebnissen von (e,e')2N Reaktionen sollte die Bedeutung von nuklearen Korrelationen noch deutlicher herausstellen. Gleichzeitig erwartet man aber auch Hinweise auf die Bedeutung subnuklearer Freiheitsgrade (Anregungsmoden der Nukleonen, Mesonenaustauschkorrekturen).

Publikationen

Karim Amir-Azimi-Nili
E-Mail: karim.amir-azimi-nili@uni-tuebingen.de(karim.amir-azimi-nili@uni-tuebingen.de) - Stand: 09. März 1996