В ядерной физике , неэмпирические методы стремятся описать атомное ядро снизу вверх, решая нерелятивистское уравнение Шредингера для всех составляющих нуклонов и сил между ними. Это делается либо точно для очень легких ядер (до четырех нуклонов), либо с помощью определенных хорошо контролируемых приближений для более тяжелых ядер. Ab initio методы представляют собой более фундаментальный подход по сравнению, например, с моделью ядерной оболочки . Недавний прогресс позволил ab initio обрабатывать более тяжелые ядра, такие как никель . [1]
Существенная проблема при лечении ab initio проистекает из сложности межнуклонного взаимодействия. Сильная ядерная силу , как полагает, возникает из сильного взаимодействия , описываемого КХД (КХД), но КХД непертурбативный в низкоэнергетической режиме , имеющей отношение к ядерной физике. Это очень затрудняет прямое использование КХД для описания межнуклонных взаимодействий (см. Решеточную КХД ), и вместо этого необходимо использовать модель. Самые сложные из доступных моделей основаны на киральной теории эффективного поля . Эта эффективная теория поля(EFT) включает все взаимодействия, совместимые с симметриями КХД, упорядоченные по размеру их вкладов. В этой теории степенями свободы являются нуклоны и пионы , в отличие от кварков и глюонов, как в КХД. Эффективная теория содержит параметры, называемые низкоэнергетическими константами, которые можно определить из данных рассеяния. [1] [2]
Киральный ТЭС подразумевает существование многочастичных сил , в первую очередь трехнуклонного взаимодействия, которое, как известно, является важным ингредиентом ядерной проблемы многих тел. [1] [2]
После достижения гамильтониана (на основе кирального EFT или других моделей) необходимо решить уравнение Шредингера
- ,
где - многочастичная волновая функция A- нуклонов в ядре. Для численного решения этого уравнения были разработаны различные ab initio методы:
дальнейшее чтение
- Дин, Д. (2007). «Вне модели ядерной оболочки» . Физика сегодня . 60 (11): 48. Bibcode : 2007PhT .... 60k..48D . DOI : 10.1063 / 1.2812123 .
- Застров, М. (2017). «В поисках« волшебных »ядер теория догоняет эксперименты» . Proc Natl Acad Sci USA . 114 (20): 5060–5062. Bibcode : 2017PNAS..114.5060Z . DOI : 10.1073 / pnas.1703620114 . PMC 5441833 . PMID 28512181 .
Рекомендации
- ^ а б Machleidt, R .; Энтем, Д.Р. (2011). «Киральная эффективная теория поля и ядерные силы». Отчеты по физике . 503 (1): 1–75. arXiv : 1105.2919 . Bibcode : 2011PhR ... 503 .... 1M . DOI : 10.1016 / j.physrep.2011.02.001 . S2CID 118434586 .
- ^ Пипер, Южная Каролина; Виринга, РБ (2001). «Квантовые расчеты методом Монте-Карло легких ядер» . Ежегодный обзор ядерной науки и науки о частицах . 51 : 53–90. arXiv : nucl-th / 0103005 . Bibcode : 2001ARNPS..51 ... 53P . DOI : 10.1146 / annurev.nucl.51.101701.132506 . S2CID 18124819 .
- ^ Барретт, BR; Navrátil, P .; Вары, JP (2013). "Ab initio модель без ядра оболочки" . Прогресс в физике элементарных частиц и ядерной физике . 69 : 131–181. Bibcode : 2013PrPNP..69..131B . DOI : 10.1016 / j.ppnp.2012.10.003 .
- ^ Hagen, G .; Papenbrock, T .; Hjorth-Jensen, M .; Дин, диджей (2014). «Связанные кластерные вычисления атомных ядер». Отчеты о достижениях физики . 77 (9): 096302. arXiv : 1312.7872 . Bibcode : 2014RPPh ... 77i6302H . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 77/9/096302 . PMID 25222372 . S2CID 10626343 .
- ^ Cipollone, A .; Barbieri, C .; Навратил, П. (2013). "Изотопные цепи вокруг кислорода от эволюционирующих киральных двух- и трехнуклонных взаимодействий". Phys. Rev. Lett . 111 (6): 062501. arXiv : 1303.4900 . Bibcode : 2013PhRvL.111f2501C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.111.062501 . PMID 23971568 . S2CID 2198329 .
- ^ Hergert, H .; Binder, S .; Calci, A .; Langhammer, J .; Рот, Р. (2013). "Ab Initio расчеты четных изотопов кислорода с хиральными взаимодействиями два плюс три нуклона". Phys. Rev. Lett . 110 (24): 242501. arXiv : 1302.7294 . Bibcode : 2013PhRvL.110x2501H . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.110.242501 . PMID 25165916 . S2CID 5501714 .