پایان نامه بررسی ساختار هسته¬ها از دیدگاه مدل شبه کوارکی

ارسال شده در سایت پایان نامه

دانشگاه شیراز 

دانشکده علوم

پایان­نامه دکتری در رشته فیزیک (هسته ­ای)

بررسی ساختار هسته­ها از دیدگاه مدل شبه کوارکی

استاد راهنما:

دکتر نادر قهرمانی

شهریور 92

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

 

 

بررسی ساختار هسته­ ها از دیدگاه مدل شبه کوارکی

 

هدف ما در این رساله بررسی برخی خواص هسته­ها با در نظر گرفتن کوارک­های سازنده­ی نوکلئون­های هسته می­باشد، به همین منظور در فصل مقدمه این رساله برخی خواص ذرات بنیادی بیان شده است. در فصل دوم برهم­کنش­های موجود بین ذرات، بخصوص بین کوارک­ها بیان شده، همچنین خواص نیروی بین نوکلئون­ها، که نیروی قوی هسته­ای نامیده می­شود، مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل دوم همچنین روش­های هسته سازی، که بطور طبیعی در جهان صورت می­گردد، ارائه شده است. در فصل سوم مدل­های هسته­ای بیان شده است. هر مدل هسته­ای خود قادر است بخشی از خصوصیات هسته­ای را توضیح دهید. مدل­های که مورد بررسی قرار گرفته­اند عبارتند­ از: مدل گاز فرمی، مدل لایه­ای، مدل جمعی و مدل شبه کوارکی هسته­ها است. خصوصیاتی از هسته­ها که توسط مدل شبه کوارکی قابل توضیح است در اینجا بیان شده­اند. خصوصیاتی مانند اعداد جادویی هسته­ها که با در نظر گرفتن یک شبکه منظم بین کوارک­ها قابل باز تولید می­باشد. با در نظر گرفتن برخی خصوصیات هسته­ها رابطه­ای برای انرژی بستگی هسته­ها ارائه شده و با اعمال تغییراتی در این رابطه توانسته­ایم سهمی­های جرم اتمی هسته­های با عدد جرمی یکسان را به دست آوریم. انرژی بستگی هسته­ها را به تعداد پیوند­های کوارکی بین نوکلئون­ها ربط داده­ایم، که انرژی بستگی به ازای هر پیوند تقریباً مقداری ثابت به دست آمده است. در فصل چهارم گشتاور دو قطبی مغناطیسی دوترون مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا با فرض اینکه دوترون تنها از دو نوکلئون ساخته شده، با به دست آوردن تابع موج دوترون و محاسبه مقدار انتظاری عملگر گشتاور دو قطبی مغناطیسی، مقدار گشتاور دو قطبی مغناطیسی دوترون را به دست آورده­ایم. در مرحله بعد همین محاسبات را با فرض اینکه کوارک­های دوترون نه تنها تشکیل دو نوکلئون می­دهند، بلکه ممکن است باریون­ها­ی دلتا نیز تشکیل دهند، صورت گرفته و گشتاور دو قطبی مغناطیسی دوترون را به دست آورده­ایم. با مقایسه نتایج با مدل پوسته­ای سازگاری بهتری با مقدار اندازه­گیری شده دیده می­شود. در فصل پنجم به منظور به دست آوردن دلیلی بر پایداری هسته­ها و به دست آوردن نسبت­های بین پروتون و نوترون در هسته­های پایدار، تشکیل هسته­ها را از کوارک­های سازنده آنها در نظر گرفته­ایم و با محاسبه تعداد راه­هایی که از تعداد­ی مشخص از  کوارک­های بالا و پایین می­توان یک هسته بسازیم و در نظر گرفتن اینکه هسته­ای که با بیشترین راه ممکن ساخته می­شود، پایدارتر است، نسبت پروتون و نوترون­های تشکیل دهنده هسته­ها را باز تولید کرده­ایم.

 

 

فهرست مطالب

 

فصل اول: مقدمه                                                                                                        1

فصل دوم: برهم­کنش­های مواد و نوکلئون­ها و هسته­سازی                                                     9

2-1- نیروهای چهارگانه                                                                              9

2-2- الکترودینامیک کوانتومی (QED)                                                             10

2-3- کرومودینامیک کوانتومی (QCD)                                                            12

2-4- برهم­کنش­های ضعیف                                                                        13

2-5- برهم­کنش­های نوکلئون­ها                                                                     14

2-5-1- خواص نیروی هسته­ای                                                          14

2-6- هسته­سازی                                                                                     16

2-7- فرایند هسته­سازی در مهبانگ                                                                16

2-8- فرایند هسته­سازی ستاره­ای                                                                             17

2-9- فرایند هسته­سازی انفجاری                                                                             18

2-10- فرایند هسته­سازی با اسپلاشی اشعه کیهانی                                                       19

2-11- تشکیل هسته­ها در جهان                                                                            19

فصل سوم: مدل­های هسته­ای و مدل شبه کوارکی هسته                                                      22

3-1- مقدمه                                                                                           22

3-2- مدل گاز فرمی                                                                                 23

3-3- مدل پوسته­ای هسته                                                                          28

3-3-1- مقدمه                                                                              28

3-3-2- پتانسیل مدل پوسته­ای                                                           30

3-3-3- پتانیسل اسپین– مدار                                                           31

3-4- مدل قطره مایعی و فرمول نیمه تجربی جرم                                                         35

3-5- ساختار جمعی هسته­ها و ارتعاشات و دوران­های هسته                                    38

3-6- مدل شبه کوارکی هسته                                                                      42

3-6-1- پلاسمای کوارک- گلوئونی و سرچشمه اعداد جادویی                        44

3-6-2- محاسبه انرژی بستگی به ازای هر پیوند کوارکی بین نوکلئون­ها              46

3-6-3- انرژی بستگی هسته­ها از دیدگاه مدل شبه کوارکی                                     53

3-6-4- بهبود انرژی بستگی هسته­ها در مدل شبه کوارکی                                     54

فصل چهارم: محاسبه گشتاور دو قطبی دوترون بر اساس ساختار کوارکی آن و مقایسه با مقدار

 آزمایشگاهی آن                                                                                                        57

4-1- مقدمه                                                                                           57

4-2- گشتاور دو قطبی مغناطیسی دوترون در مدل پوسته­ای                                    60

4-3- محاسبه گشتاور دو قطبی مغناطیسی دیگر هسته­ها در مدل پوسته­ای                            63

4-4- محاسبه گشتاور دو قطبی مغناطیسی دوترون با استفاده از مدل شبه کوارکی           65

4-4-1- مقدمه                                                                              65

4-4-2- محاسبه تابع موج دوترون                                                        66

4-4-3- محاسبه گشتاور دو قطبی مغناطیسی دوترون                                  71

4-5- محاسبه گشتاور دو قطبی دوترون با در نظر گرفتن امکان تشکیل باریون­های

، ، ، ، p و n                                                                        73

فصل پنجم: بررسی پایداری هسته­ها در مدل شبه کوارکی هسته                                            82

5-1- مقدمه                                                                                           82

5-2- پایداری هسته­ها حول محور N=Z                                                           84

5-3- بررسی اثر نیروی الکترومغناطیسی در پایداری هسته­ها                                    88

فصل ششم: نتیجه­گیری و پیشنهادات                                                                             94

پیوست الف: تعداد راه­های تشکیل هسته­ها                                                                      96

پیوست ب: انرژی بستگی هسته­ها، نتایج آزمایشگاهی، نتایج مدل قطره مایع،نتایج مدل شبه کوارکی و نتایج مدل شبه کوارکی بهبود یافته                                                                                   104

پیوست پ: تابع موج دوترون                                                                             110

چکیده به زبان انگلیسی                                                                                       119

 

فهرست شکل­ها

 

صفحهعنوان
1شکل (1-1): تحولات زمانی و دمایی علم از ابتدا تا کنون.
7شکل (1-2): تغییرات ثابت جفتیدگی قوی بر حسب انرژی
10شکل (2-1): گسیل فوتون توسط یک ذره باردار. گره پایه در QED
11شکل (2-2): نمودار فاینمن برهم­کنش الکترومغناطیسی دو الکترون.
12شکل (2-3): نمودار a فرایند اصلی برهم­کنش قوی در نمودارهای فاینمن است و نمودار b برهم­کنش دو کوارک است که از طریق مبادله یک گلوئون بین آنها صورت گرفته است.
13شکل (2-4): فرایند اصلی برهم­کنش ضعیف و برهم­کنش دو کوارک که از طریق ضعیف صورت می­گیرد.
14شکل (2-5): فرایند واپاشی نوترون به پروتون که از طریق برهم­کنش ضعیف رخ می­دهد.
14شکل (2-6): برهم­کنش قوی بین دو پروتون.
25شکل (3-1): تعداد زوج مجاز  در فضای تکانه.
26شکل (3-2): توزیع تکانه نوکلئون­ها در حالت پایه گاز فرمی.
28شکل (3-3): توزیع چگالی فرض شده که بر اساس آن ضخامت پوست به دست آمده است.
31شکل (3-4): پتانسیل هسته­ای بین نوکلئون­های هسته به همراه پتانسیل کولونی.
34شکل (3-5): ترازهای انرژی هسته­ها.
37شکل (3-6): انرژی بستگی هسته­ها که به صورت تجربی به دست آمده­اند.
37شکل (3-7): انرژی بستگی هسته­ها بر اساس فرمول نیمه تجربی جرم.
41شکل (3-8): ارتعاشات چند قطبی هسته­ها.
42شکل (3-9): شکل تغییر شکل یافته هسته­ها، یک بیضی­وار پخت.
44شکل (3-10): محیط یک پلاسمای کوارک- گلوئونی.
45شکل (3-11): شبکه مکعبی پلاسمای کوارک– گلوئونی.
47شکل (3-12): پیوند کوارکی بین دو نوکلئون تشکیل دهنده دوترون.
48شکل (3-13): پیوند­های کوارکی بین نوکلئون­ها با ، هسته­های هلیوم-3 و تریتیم
48شکل (3-14): 6 پیوند­ کوارکی موجود بین نوکلئون­های هسته هلیوم
49شکل (3-15): نوکلئون­ها در هسته به صورت متقارن بر روی یک سری صفحات موازی قرار می­گیرند.
50شکل (3-16): پیوند­های کوارکی بین نوکلئون­های تشکیل دهنده کلسیم .
51شکل (3-17): پیوندهای کوارکی که بین دو نوکلئون در دو لایه مجاور قرار دارند.
56شکل (3-18): سهمی­های جرم.
57شکل (3-19): انرژی بستگی هسته­ها بر اساس داده­های مدل شبه کوارکی هسته­ها.
64شکل (4-1): مقادیر تجربی گشتاور دو قطبی مغناطیسی هسته­های پروتون فرد و پیش­بینی مدل پوسته­ای
65شکل (4-2): مقادیر تجربی گشتاور دو قطبی مغناطیسی هسته­های نوترون فرد و پیش بینی مدل پوسته­ای
84شکل (5-1): هسته­های پایدار موجود در طبیعت.
90شکل (5-2): شبکه چهار وجهی منتظم که نوکلئون­ها تشکیل می­دهند.
91شکل (5-3): پیش­بینی رابطه (14-5) برای هسته های پایدار، در هسته­های با تعداد نوکلئون بالا انحراف از هسته­های پایدار موجود در طبیعت مشاهده می­شود.
93شکل (5-4): نمودار هسته­های پایدار موجود در طبیعت و ماکزیمم­های به دست آمده از رابطه (14-5) و مقایسه آنها با همدیگر.

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

صفحهعنوان
3جدول (1-1): اجزای بنیادی جهان و مشخصات آنها
50جدول (3-1): تعداد پیوندهای کوارکی بین نوکلئون­های تشکیل دهنده کلسیوم
52جدول (3-2): انرژی بستگی به ازای هر پیوند کوارکی بین نوکلئون­های هسته، برای 64 هسته مختلف.
79جدول (4-1): تعداد راه­های ممکن تشکیل دوترون توسط هر زوج باریون
81جدول (4-2): مقایسه گشتاور دو قطبی مغناطیسی دوترون در روش­های مختلف

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

مطالب مشابه را هم ببینید

141985615752731

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه ، تحقیق ، پروژه و مقالات دانشگاهی در رشته های مختلف است. مطالب مشابه را هم ببینید یا اینکه برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید فروش آرشیو پایان نامه روی دی وی دی

aca@

academicbooks@

پایان نامه اثبات امامت امیرالمؤمنین(ع) بوسیله آیات صادقین، مباهله و نجم و پاسخ به شبهات کتابهای منها...
پایان نامه بررسی تاثیر مدیریت دانش بر موفقیت مدیریت ارتباط مشتری
پایان نامه شبیه سازی عملکرد خطوط مونتاژ از طریق تبادل اطلاعات و بررسی تاثیر پارامترهای کلیدی سیستم
پایان نامه سطح کیفیت زندگی مادران دارای فرزند توانخواه و عوامل مؤثر آن
پایان نامه کاهش اضطراب جنسی در مردان مبتلا به انزال زودرس با درمان چندبُعدی غیردارویی