عنوان پایان‌نامه
بیشینه جرم ستاره های نوترونی در چارچوب روش LOCV با برهم کنش سه جسمی
- رشته تحصیلی
- فیزیک-هسته‌ای
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5674;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76155;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5674;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76155
- تاریخ دفاع
- ۰۷ مهر ۱۳۹۵
- دانشجو
- سمیه گودرزی
- استاد راهنما
- حمیدرضا مشفق
- چکیده
- برهمکنش های سه-نوکلئونی برای بازتولید صحیح ویژگی های نقطه ی اشباع ماده ی هسته ای متقارن سرد و همچنین مدل سازی دقیق سیستم های چگال، همچون ستاره های نوترونی سرد (CNS)، ضروری هستند. به دلایل یاد شده، با اضافه نمودن برهمکنش سه-نوکلئونی در هامیلتونی، به تعمیم روش LOCV اقدام کرده ایم. به این منظور، از مدل شبه-پدیده شناختی UIX به عنوان برهمکنش سه -جسمی استفاده شده و چگونگی استخراج مولفه ی جاذبه ی آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین پتانسیل UIX را از طریق میانگین گیری روی مختصات یکی از نوکلئون ها، به یک برهمکنش دو-جسمی موثر کاهش داده ایم. این برهمکنش برای بررسی ماده ی هسته ای داغ و ساختار پیش-ستاره های نوترونی (PNS) به دمای محدود نیز تعمیم داده شده است. پس از استفاده از این برهمکنش دو-جسمی موثر، برخی خصوصیات اشباع مانند چگالی و انرژی اشباع و تراکم ناپذیری ایزوباری به درستی بازتولید می شوند ولی انرژی تقارنی هسته ای و کمیات مربوط به آن همچنان خارج از محدوده ی تجربی هستند. برای غلبه بر این مشکل، پارامتربندی جدیدی برای برهمکنش UIX پیشنهاد کرده ایم به طوری که پارامترهای موجود در آن به ایزواسپین سیستم وابسته شده و دافعه ی کمتری در ماده ی هسته ای نامتقارن تولید می کند. با استفاده از این برهمکنش بازبینی شده، همه ی خصوصیات نقطه ی اشباع از جمله انرژی تقارنی و شیب آن به درستی بازتولید می شوند. همچنین ساختار تعادلی PNS و CNS به عنوان سیستم های چگال در دمای صفر و محدود، مورد بررسی قرار گرفته است. برای اعتبار سنجی پتانسیل UIX بازبینی شده در محدوده ی چگالی های بالا، آن را برای استخراج بیشینه ی جرم گرانشی CNS به کار گرفتیم. مشاهده شد که برهمکنش جدید جرم های اندازه گیری شده برای این اجرام را به خوبی پیش بینی می کند. به طور کلی مشخص شد که معادله ی حالت، بیشینه ی جرم ستاره و مقدار و رفتار انرژی تقارنی و فراوانی نسبی ذرات در ماده ی ستاره ای به طور مستقیم، و فرایندهایی همچون سرد شدن ستاره ی نوترونی به طور غیر مستقیم به پارامتربندی جدید پتانسیل UIX وابسته هستند.
- Abstract
- Three-body forces (TBFs) are crucial for reproducing correctly the empirical saturation properties of cold symmetric nuclear matter as well as precisely modeling the dense nuclear systems such as neutron stars. Motivated by these facts, in this work we intend to develop the LOCV approach by including TBFs in its formalism. To do this task, thesemi-phenomenological UIX model is used as TBF and its attractive component is completely studied. The UIX TBF is then reduced to and effective two-body potential by an averaging over the third nucleon coordinates. This interaction is also generalized to finite temperature in order to study hot nuclear matter and proto-neutron stars (PNS) structure. By using this effective potential some saturation characteristics like saturation energy and density as well as the isobaric incompressibilityare reproduced correctly while symmetry energy and its slope are out of the empirical range. As a solution to this problem, by considering an isospin dependent structure for its parameters, we introduced a revised version of TBF which produces less repulsion in case of asymmetric nuclear matter. It is seen that by using this revised TBF all saturation characteristics can be reproduced well. The structure of PNS as well as cold neutron stars (CNS) as dense systems at finite and zero temperature are also studied. In order to test the reliability of the revised TBF, it is used for determining the maximum gravitational mass of CNS. It is concluded that this interaction can successfully predict all the observed CNS masses. In general, the equation of state, maximum mass of CNS as well as values and behavior of quantities like nuclear symmetry energy and relative population of particles in CNS matter, turned out to be sensitive to the new parametrization of the TBF. Other processes like neutron star cooling are also affected indirectly.
