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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16418
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Limitações impostas por modelos de estrutura nuclear tipo RPA sobre decaimento beta duplo |
Título(s) alternativo(s): | Limitations imposed by RPA type nuclear structure models on double beta decay |
Autor: | Ferreira, Vitor dos Santos ![]() |
Primeiro orientador: | Chiapparini, Marcelo |
Primeiro coorientador: | Samana, Arturo Rodolfo |
Primeiro membro da banca: | Ramos, Rudnei de Oliveira |
Segundo membro da banca: | Sznajder, Andre |
Terceiro membro da banca: | Lubián Ríos, Jesús |
Quarto membro da banca: | Linares, Roberto |
Resumo: | Nesse trabalho foram obtidos os momentos nucleares para ambos os modos de decaimento beta duplo, com e sem emissão de neutrinos, usando modelos de estrutura nuclear microscópicos, do tipo RPA (Random Phase Approximation). Para isso, foi elaborado um novo método de implementação do modelo pn-QRPA (proton nêutron-Quasiparticle Randon Phase Approximation) ao decaimento beta duplo, resolvendo apenas uma equação de pn-QRPA para o núcleo intermediário, além de recorrer a restauração parcial de simetria SU(4) para fixar os parâmetros da interação residual, tornando o método preditivo, uma vez que os momentos nucleares obtidos estão na mesma ordem dos momentos experimentais para os seguintes núcleos 48Ca, 76Ge, 82Se, 96Zr, 100Mo, 128,130Te e 150Nd. É importante mencionar que o modelo de pn-QRPA foi desenvolvido como objetivo descrever a estrutura nuclear das transições que envolvem troca de carga simples, (N, Z) → (N ∓ 1, Z ± 1) e quando este é aplicado a transições troca de carga dupla surgem limitações em descrever alguns observáveis tais como: energias de excitação do núcleo filho, valores Q de reação e Elementos de Matriz Nuclear de estados excitados, além de apresentar uma extrema sensibilidade com a parametrização do canal partícula-partícula. Para superar essas limitações recorremos a uma extensão do modelo de QTDA (Quasiparticle Tamm-Dancoff Approximation) com quatro quasipartículas, aplicado pela primeira vez ao decaimento beta duplo nesse trabalho utilizando o campo médio de BCS. Esse modelo foi denominado (pn,2p2n)-QTDA e supera às limitações enfrentadas pelo modelo de pn-QRPA, além disso obtém as energias de todos os estados excitados 0+ e 2+, fornece também os espectros de energia das transições de Fermi e Gamow-Teller DCE, bem como como as localizações das ressonâncias correspondentes e suas regras de soma, quando esse é aplicado ao decaimento beta duplo. Essas últimas são relevantes para as reações com dupla troca de carga e o decaimento beta duplo, uma vez que as estrutura nuclear é a mesma; essa correlação não existe dentro do modelo pn-QRPA. Assim, o modelo (pn,2p2n)-QTDA, é considerado uma extensão natural do modelo de pn-QRPA, direcionado para deescrever os fenômenos nucleares presentes em transições com Dupla Troca de Carga. Assim os cálculos numéricos detalhados são apresentados para os processos (N, Z) → (N − 2, Z + 2) em 48Ca →48Ti e o processo (N, Z) → (N + 2, Z − 2) em 96Ru →96Mo, envolvendo todos os estados finais 0+ e 2+. |
Abstract: | In this work, nuclear moments were obtained for both double beta decay modes, with and without neutrino emission, using nuclear microscopic structure models, of the RPA type (Random Phase Approximation). For this purpose, a new method to implemente the pn-QRPA model was developed (proton-neutron-Quasi-particle Random Phase Approximation) to double beta decay, solving only one pn-QRPA equation for the intermediate nucleus. In addition, the method leads to a partial restoration of SU (4) symmetry to fix the parameters of the residual interaction, making the method predictive, since the nuclear moments obtained are in the same order as the experimental moments for the following nucleus 48 Ca, 76Ge, 82 Se, 96Zr, 100Mo, 128,130Te and 150Nd. It is important to mention that the pn-QRPA model was developed to describe the nuclear structure of the transitions that involves simple charge exchange, (N, Z) → (N ∓ 1, Z ± 1) and, when this is applied to double charge exchange transitions, some limitations arise in describing some observable such as excitation energies of the daughter nucleus, Q values of reaction, and Nuclear Matrix Elements of excited states, besides presenting an extreme sensitivity with the parametrization of the particle-particle channel. To overcome these limitations, we resorted to an extension of the QTDA model (Quasi-particle Tamm-Dancoff Approximation) with four quasi-particles, applied for the first time to double beta decay in this work using the BCS mean-field. This model was named (pn,2p2n)-QTDA and solves the limitations shown by pn-QRPA model. Also it obtains the energies of all excited states 0+ and 2+, giving the energy spectra of the Fermi transitions and Gamow-Teller Double charge exchange transitions,as well as the locations of the corresponding resonances and their sum rules, when this is applied to double beta decay. The last ones are relevant to reactions with the double charge exchange and double beta decay, since the nuclear structure is the same. This correlation does not exist within the pn-QRPA model. Thus, the (pn, 2p2n)-QTDA model is considered a natural extension of the pn-QRPA model, aimed at describing the nuclear phenomena present in Double Charge Exchange transitions. Thus, detailed numerical calculations are shown for processes (N, Z) → (N − 2, Z + 2) in 48Ca →48Ti and the process (N, Z) → (N + 2, Z − 2) in 96Ru →96Mo, involving everyone the final states 0+ and 2+. |
Palavras-chave: | Modelo de pn-QRPA Dupla Troca de Carga Neutrinos Modelo de (pn,2p2n)-QTDA Modelos nucleares Estrutura nuclear Partículas (Física nuclear) pn-QRPA model Double Charge-Exchange Neutrinos (pn,2p2n)-QTDA Model Nuclear models Nuclear structure Particles (Nuclear physics) |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA NUCLEAR::ESTRUTURA NUCLEAR |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Física Armando Dias Tavares |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Física |
Citação: | FERREIRA, Vitor dos Santos. Limitações impostas por modelos de estrutura nuclear tipo RPA sobre decaimento beta duplo. 2020. 121 f. Tese ( Doutorado em Física) - Instituto de Física Armando Dias Tavares, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16418 |
Data de defesa: | 18-Fev-2020 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Física |
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Tese - Vitor dos Santos Ferreira - 2020 – Completa.pdf | 2,63 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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