Métodos Ab initio (física nuclear) - Ab initio methods (nuclear physics)

Na física nuclear , os métodos ab initio procuram descrever o núcleo atômico de baixo para cima, resolvendo a equação de Schrödinger não relativística para todos os núcleons constituintes e as forças entre eles. Isso é feito exatamente para núcleos muito leves (até quatro núcleos) ou empregando certas aproximações bem controladas para núcleos mais pesados. Os métodos ab initio constituem uma abordagem mais fundamental em comparação com, por exemplo, o modelo de casca nuclear . O progresso recente permitiu o tratamento ab initio de núcleos mais pesados, como o níquel .

Um desafio significativo no tratamento ab initio origina-se das complexidades da interação inter-nucleon. A força nuclear forte acredita-se para emergir da interacção forte descrito por chromodynamics quântica (QCD), mas QCD é não-perturbativas no regime de baixa-energia relevantes para física nuclear. Isso torna o uso direto de QCD para a descrição das interações entre núcleos muito difícil (consulte a rede QCD ), e um modelo deve ser usado em seu lugar. Os modelos mais sofisticados disponíveis são baseados na teoria de campo eficaz quiral . Esta teoria de campo eficaz (EFT) inclui todas as interações compatíveis com as simetrias da QCD, ordenadas pelo tamanho de suas contribuições. Os graus de liberdade nesta teoria são núcleos e píons , em oposição aos quarks e glúons como em QCD. A teoria efetiva contém parâmetros chamados constantes de baixa energia, que podem ser determinados a partir de dados de espalhamento.

Quiral EFT implica a existência de forças de muitos corpos , mais notavelmente a interação de três núcleos, que é conhecida por ser um ingrediente essencial no problema nuclear de muitos corpos.

Depois de chegar a um hamiltoniano (baseado em EFT quiral ou outros modelos), deve-se resolver a equação de Schrödinger ${\ displaystyle H}$

{\ displaystyle H \ vert {\ Psi} \ rangle = E \ vert {\ Psi} \ rangle}

,

onde está a função de onda de muitos corpos dos núcleons A no núcleo. Vários métodos ab initio foram concebidos para encontrar numericamente soluções para esta equação: ${\ displaystyle \ vert {\ Psi} \ rangle}$

Função de Green Monte Carlo (GFMC)
Modelo de shell sem núcleo (NCSM)
Cluster acoplado (CC)
Função de Green autoconsistente (SCGF)
Grupo de renormalização de similaridade média (IM-SRG)

Leitura adicional

Dean, D. (2007). "Além do modelo de concha nuclear" . Física hoje . 60 (11): 48. bibcode : 2007PhT .... 60k..48D . doi : 10.1063 / 1.2812123 .
Zastrow, M. (2017). “Em busca de núcleos 'mágicos', a teoria alcança os experimentos” . Proc Natl Acad Sei USA . 114 (20): 5060–5062. Bibcode : 2017PNAS..114.5060Z . doi : 10.1073 / pnas.1703620114 . PMC 5441833 . PMID 28512181 .

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