Lý thuyết Skyrme Hartree-Fock cho tán xạ đàn hồi và phản ứng bắt proton phát gamma của chu trình tổng hợp hạt nhân CNO - NCS. Nguyễn Lê Anh

Tên đề tài luận án: Lý thuyết Skyrme Hartree-Fock cho tán xạ đàn hồi và phản ứng bắt proton phát gamma của chu trình tổng hợp hạt nhân CNO
Ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán
Mã số ngành: 9440103
Họ tên nghiên cứu sinh: Nguyễn Lê Anh
Khóa đào tạo: 30 (2020)
Người hướng dẫn khoa học: TS. Bùi Minh Lộc và TS. Nguyễn Hữu Nhã
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG.HCM
1. Tóm tắt nội dung luận án:
Luận án tập trung vào việc sử dụng phương pháp Skyrme Hartree-Fock cho vùng liên tục để phân tích các phản ứng bắt proton tại năng lượng thấp, đặc biệt là phản ứng bắt hạt phát gamma ở các năng lượng liên quan đến vật lý thiên văn hạt nhân. Những phản ứng này có vai trò đặc biệt quan trọng trong vật lý thiên văn hạt nhân. Nghiên cứu này liên quan đến việc sử dụng mô hình thế cho vùng liên tục để tính toán tiết diện phản ứng. Các tính toán các trạng thái liên kết và trạng thái tán xạ đơn hạt được xác định để tính toán các phần tử ma trận chuyển dịch điện từ. Hệ số thiên văn S tại năng lượng thấp được trích xuất và so sánh với các nghiên cứu trước đây. Luận án chứng minh rằng phương pháp Skyrme Hartree-Fock là một công cụ hữu ích để khảo sát các phản ứng bắt hạt phát gamma ở năng lượng trên các ngôi sao. Ngoài ra, phương pháp này cũng được chứng minh là có thể mô tả chính xác các hàm kích thích của tán xạ đàn hồi proton ở mức năng lượng gần ngưỡng phát proton, chứng tỏ khả năng ứng dụng của phương pháp Skyrme Hartree-Fock trong cách tiếp cận vùng liên tục.    
2. Những kết quả mới của luận án:
Luận án giới thiệu một cách tiếp cận vi mô và nhất quán để nghiên cứu cả phản ứng tán xạ đàn hồi proton và phản ứng bắt proton phát gamma thuộc chu trình CNO tại năng lượng thấp. Phương pháp này được đề xuất có thể sử dụng để giải thích các quá trình tán xạ hạt nhân ở mức năng lượng gần ngưỡng phát proton với ít sự phụ thuộc vào thực nghiệm.
3. Các ứng dụng/ khả năng ứng dụng trong thực tiễn hay những vấn đề còn bỏ ngỏ cần tiếp tục nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện luận án, chúng tôi đã phát triển chương trình tính toán chi tiết để thực hiện các tính toán về tiết diện của các phản ứng bắt hạt phát gamma, bao gồm các chuyển dịch lưỡng cực điện từ E1 và M1. Chương trình sử dụng phương pháp Skyrme Hartree-Fock được phát triển vào những năm 1970, cho phép mô tả các tiết diện phản ứng hạt nhân phức tạp và có độ chính xác cao. Đây được xem là đóng góp thực tiễn quan trọng vì số lượng các công cụ có sẵn hiện nay dành cho phân tích phản ứng bắt hạt phát gamma tương đối ít. Các chương trình hiện tại thường rất nặng và cồng kềnh hoặc thiếu các tính toán chuyển dịch M1. Mục tiêu của chúng tôi là cung cấp một nguồn tài nguyên có giá trị cho các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm những tính toán có độ chính xác cao về tiết diện của các phản ứng bắt hạt phát gamma.
Các tính toán lý thuyết của chúng tôi về tiết diện của các phản ứng bắt hạt phát gamma đóng một vai trò quan trọng trong việc tìm hiểu quá trình tổng hợp hạt nhân trên các ngôi sao, vật lý thiên văn hạt nhân và sự tổng hợp các nguyên tố trong các môi trường vật lý thiên văn khác nhau. Hơn nữa, nghiên cứu của chúng tôi góp phần đáng kể vào việc làm phong phú thêm cho dữ liệu hạt nhân.
Dựa trên những gì đã đạt được trong nghiên cứu này, một số nghiên cứu tiếp theo có thể được thực hiện. Đầu tiên, các phản ứng bắt hạt phát gamma liên quan đến hạt nhân lạ và không ổn định sẽ được nghiên cứu bằng cách sử dụng phương pháp Skyrme Hartree-Fock. Phần mở rộng này có thể làm sáng tỏ vai trò của các hiệu ứng cấu trúc hạt nhân trong các kịch bản vật lý thiên văn liên quan đến các đồng vị lạ. Ngoài ra, việc tích hợp các tiết diện tính toán của chúng tôi vào các tính toán mạng lưới vật lý thiên văn thể hiện một bước đi quan trọng nhằm nâng cao hiểu biết của chúng ta về quá trình tổng hợp hạt nhân trong các môi trường vật lý thiên văn. Hơn nữa, sự phát triển liên tục của các kỹ thuật tính toán tiên tiến và việc kết hợp các tài nguyên máy tính hiệu suất cao có thể cho phép các tính toán mô phỏng phức tạp và toàn diện hơn nữa, mở rộng ranh giới kiến thức của chúng ta về vật lý thiên văn hạt nhân. Nhìn chung, nghiên cứu này không chỉ giải quyết các câu hỏi quan trọng trong lĩnh vực này mà còn mở đường cho sự đổi mới và khám phá liên tục trong lĩnh vực vật lý hạt nhân và mô hình vật lý thiên văn.