بررسی واکنش‌های هسته‌ای برای هسته‌های سبک با استفاده از مدل شبه کوارکی هسته

فهرست مطالب

 

عنوان                                                                                        صفحه

فصل اول: ذرات بنیادی

1-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………. 2

1-2- مدل استاندارد……………………………………………………………………………………………………………………… 4

1-3- نیروهای چهار گانه …………………………………………………………………………………………………………….. 6

1-4- الکترو دینامیک کوانتومی ( QED )……………………………………………………………………………….. 7

1-5- کرومودینامیک کوانتومی (QCD )………………………………………………………………………………….. 9

1-6- بر همکنش های ضعیف…………………………………………………………………………………………………….. 12

1-6-1- لپتون ها……………………………………………………………………………………………………………………. 12

1-6-2- کوارک ها …………………………………………………………………………………………………………………. 14

فصل دوم: مدل های هسته ای

2-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………… 16

2-2- تاریخچه فیزیک هسته ای ………………………………………………………………………………………………… 19

2-3- مدل قطره مایع……………………………………………………………………………………………………………………. 19

2-3-1- فرمول نیمه تجربی جرم ………………………………………………………………………………………… 20

2-3-2- سهمی های جرم …………………………………………………………………………………………………….. 23

2-4- مدل لایه ای ………………………………………………………………………………………………………………………. 25

2-4-1- مدل لایه ای تک ذره ای ……………………………………………………………………………………….. 26

2-4-2- مدل جفت شدگی اسپین _ مدار…………………………………………………………………………… 28

عنوان                                                                                        صفحه

2-4-3- انرژی جفت شدگی در مدل پوسته ای …………………………………………………………………. 30

2-4-4- دامنه موفقیت های مدل لایه ای …………………………………………………………………………… 31

فصل سوم: واکنش های هسته ای

3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………… 33

3-2- واکنش های هسته ای  …………………………………………………………………………………………………….. 34

3-3- کاربرد قوانین پایستگی ……………………………………………………………………………………………………… 36

3-3-الف- انرژی واکنش های هسته ای ……………………………………………………………………………………. 37

3-3-ب- پایستگی تکانه خطی …………………………………………………………………………………………………… 38

3-3-ج- سایر قوانین پایستگی …………………………………………………………………………………………………… 41

3-4- انواع واکنش های هسته ای ……………………………………………………………………………………………… 42

3-5- سطح مقطع…………………………………………………………………………………………………………………………. 44

 

فصل چهارم: مدل شبه کوارکی و نگرشی جدید به واکنش های هسته ای

4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………… 47

4-2- مدل کوارکی و اعداد جادویی …………………………………………………………………………………………… 48

4-3- انرژی بستگی هسته ای براساس مدل شبه کوارکی ………………………………………………………. 49

4-4- محاسبه ضریب پایداری هسته (  )………………………………………………………………………………….. 54

4-5- محاسبه انرژی آزاد شده واکنش های هسته ای بر اساس مدل شبه کوارک……………….. 55

4-6- سطح مقطع واکنش های هسته ای بر اساس مدل شبه – کوارک ………………………………. 59

4-7- آهنگ واکنش) Reaction Rate ( واکنش های هسته ای بر اساس مدل

شبه کوارک ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 70

عنوان                                                                                        صفحه

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………… 81

5-2- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………………… 82

 

فهرست منابع و ماخذ……………………………………………………………………………………. 83

 

 

فهرست جدول‌ها

 

عنوان                                                                                        صفحه

 

جدول ( 1- 1 ): دسته بندی لپتون ها……………………………………………………………………………………….. 5

جدول ( 1-2 ): دسته بندی کوارک ها……………………………………………………………………………………….. 6

جدول (4-1): مقایسه انرژی بستگی هسته ای در مدل (INM ) با مدل قطره مایع و داده های

 تجربی…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 51

جدول(4-2): ضریب پایداری هسته (  ) برای هسته های مختلف………………………………………….. 54

جدول (4-3): مقایسه انرژی آزاد شده در واکنش های هسته ای در مدل (INM) با مقادیر تجربی و مدل قطره مایع  58

جدول (4-4): محاسبه سطح مقطع کوارک ها در انرژی های مختلف……………………………………… 62

جدول (4-5): سطح مقطع واکنش   بر اساس مدل شبه کوارکی با در نظر گرفتن 20% کوارک دریا در انرژی‌های مختلف …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 65

جدول (4-6): مقایسه سطح مقطع واکنش   بر اساس مدل شبه کوارکی با در

نظر گرفتن 20% کوارک دریا با مقادیر تجربی در انرژی‌های مختلف وقتی پیوندهای کوارکی مشترک قبل و بعد از برخورد را در نظر بگیریم……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 67

جدول (4-7): مقایسه سطح مقطع واکنش  بر اساس مدل شبه کوارک با در

نظر گرفتن 20  کوارک دریا با مقادیر تجربی  در انرژی های مختلف، وقتی پیوند های کوارکی مشترک قبل و بعد از برخورد را در نظر بگیریم………………………………………………………………………………………………………………………………………. 69

جدول (4-8): مقایسه آهنگ واکنش  بر اساس مدل شبه کوارک با در نظر گرفتن 20% کوارک دریا با مقدار تجربی 75

جدول (4-9): مقایسه آهنگ واکنش  بر اساس مدل شبه کوارک با در نظر گرفتن 20% کوارک دریا با مقدار تجربی  78

فهرست شکل‌ها

عنوان                                                                                        صفحه

 

شکل ( 1- 1 ): سلسله مراتب ساختار ماده…………………………………………………………………………………. 4

شکل (1-2): گره بنیادی………………………………………………………………………………………………………………. 8

شکل (1-3): پراکندگی مولر…………………………………………………………………………………………………………. 8

شکل (1-4): پراکندگی باهاباها…………………………………………………………………………………………………….. 9

شکل(1-5 ): گره کوارک – گلوئونی……………………………………………………………………………………………. 10

شکل (1- 6 ): نمودارqq   qq ……………………………………………………………………………………………… 10

شکل (1- 7 ): پایستگی رنگ در گره کوارک-گلوئونی………………………………………………………………. 11

شکل(1-8): گره باردار بنیادی لپتونی………………………………………………………………………………………….. 13

شکل (1-9): پراکندگی نوترینو و میوان………………………………………………………………………………………. 13

شکل (1- 10): گره خنثی بنیادی لپتونی………………………………………………………………………………….. 13

شکل (1-11 ): پراکندگی نوترینو و میوان………………………………………………………………………………….. 14

شکل (1-12 ): گره باردار بنیادی کوارک……………………………………………………………………………………. 14

شکل (1-13 ): گره خنثی بنیادی کوارک………………………………………………………………………………….. 14

شکل (2-1): نمودار انرژی بستگی بر نوکلئون……………………………………………………………………………. 20

شکل(2-2): نمودار توزیع هسته های پایدار……………………………………………………………………………….. 21

شکل (2-3): نمودار شماتیک سطوح انرژی………………………………………………………………………………… 22

شکل (2-4): سهمی های جرمی………………………………………………………………………………………………….. 24

شکل (2-5): ترازهای انرزی نوکلئون ها …………………………………………………………………………………….. 27

شکل ( 2-6): ترازهای انرژی در یک چاه پتانسیل گرد شده شامل یک شکافتگی قوی

اسپین – مدار…………………………………………………………………………………………………………………………………. 30

شکل ( 3-1 ): رشته مراحل یک واکنش هسته ای بر طبق  نظریه وایسکوف ………………………. 35

عنوان                                                                                        صفحه

شکل ( 3-2): واکنش هسته ای در سیستم آزمایشگاهی………………………………………………………….. 39

شکل ( 3-3): واکنش هسته ای در سیستم مرکز جرم…………………………………………………………….. 40

شکل ( 3-4): آرایش اساسی تجربی برای تعیین سطح مقطع یک واکنش هسته ای……………. 44

شکل (4-1): مدل کوارکی و اعداد جادویی………………………………………………………………………………… 49

شکل (4-2): داده های تجربی انرژی بستگی هسته ای به ازای هر نوکلئون بر حسب عدد جرمی      52

شکل(4-3): داده های انرژی بستگی هسته ای به ازای هر نوکلئون در مدل قطره مایع برحسب عدد جرمی   53

شکل (4-4) : داده های انرژی بستگی هسته ای به ازای هر نوکلئون در مدل جامع هسته ای بر حسب عدد جرمی    53