Correlation Dynamics in Exotic Nuclei
Final Report Abstract
Das Forschungsprojekt war auf theoretische Untersuchungen von dynamischen Korrelationen in exotischen Kernen und neuartige angeregte Zustände ausgerichtet. Wir haben die Kernstrukturtheorie in verschiedener Hinsicht vorangebracht: • selbstkonsistente theoretische Verfahren zur Beschreibung von schwachgebundenen exotischen Atomkernen als offene Quantensysteme wurden entwickelt; • QPM-Multikonfigurationsrechnungen wurden in großen Konfigurationsräumen ausgeführt; • die theoretischen Arbeiten tragen zur Entwicklung einer umfassenden Dichtefunktionaltheorie für Kerngrundzustände und angeregte Zustände bei; • Die Ergebnisse wurden in Spektroskopierechnungen, Reaktionsrechnungen und in der Datenanalyse verschiedenartiger Experimentet angewendet. Als ein Schwerpunkt des Vorhabens wurden Kernanregungen in stabilen und exotischen Kernen mit Hartree-Fock-Bogulubov (HFB) Theorie, der Quasiparticle Random Phase Approximation (QRPA) Theorie und im Rahmen des Quasiparticle Phonon Model (QPM) theoretisch untersucht. Die Ergebnisse wurden in Reaktionsrechnungen zur Beschreibung von Daten aus Photo-Kernanregungen sowie inelastischen Reaktionen, Ladungsaustauschreaktionen und Transferreaktionen eingesetzt. Wir konnten damit zeitnah auf aktuelle Entwicklungen und Messungen in der experimentellen Strukturphysik reagieren und entscheidende Fragen zu den neuen Anregungsformen und spektralen Strukturen in neutronenreichen exotischen Kernen beantworten. Insbesondere konnten wir zur Klärungen der Frage nach den Eigenschaften der erst kürzlich etablierten Pygmy Dipol Resonanzen (PDR) beitragen. In aufwändigen Multi- Konfigurationsrechnungen mit großen Konfigurationsräumen wurden Dipolanregungen für verschiedene Isotopen- und Isotonenketten untersucht. Für diese neuen Anregungsformen haben wir mit unseren Arbeiten erstmals die Korrelation des Spektrums und der Übergangsstärken mit den Eigenschaften der Neutronenhaut in den Kerngrundzuständen etabliert. Ein wichtiger Schritt war die Kombination von HFB-Rechnungen für Kerngrundzustände mit dem QPM Verfahren. Verlässliche Vorhersagen für bisher noch nicht gemessene Massenbereiche wurden möglich, z.B. in den Sn-Isotopen und den benachbarten N=82 Isotonen. Die Rechnungen sagen eine signifikante Korrelation zwischen den PDR Stärken und der Neutronenhautdicke vorher. Mit unseren Studien zu Fano-(Feshbach)-Resonanzen und Pairing-Resonanzen in schwachgebundenen Atomkernen konnten wir einige wichtige Aspekte der nuklearen Kontinuumsdynamik klären. Dieses Forschungsgebiet ist zurzeit in beschleunigter Entwicklung. Es wird als Vereinigung von Kernstruktur- und Kernreaktionsphysik in Zukunft eine große Rolle für das Verständnis der Kerndynamik an den Abbruchkanten spielen. Die Entwicklung dieses Gebietes mit seinen vielen, derzeit noch offenen Fragen wurde in mehreren Workshops diskutiert. Auf einem Workshop zum Thema "Unbound Nuclei", der im November 2008 an der Universität Pisa stattfand, wurden weitere Entwicklungen diess Gebiets eingehend diskutiert. Auf zwei Workshops am ECT in Trento, Mai 2007 und Feb. 2010, die zusammen mit Vertretern der Quantenoptik durchgeführt wurden, standen interessante Anknüpfungspunkte zu Nachbardisziplinen im Mittelpunkt. Mit diesem Vorhaben waren wir in der Lage, die neuen Anregungsmoden von exotischen Atomkernen auf sicherer theoretischer Basis zu untersuchen und Vorhersagen für neue Anregungsformen zu machen. Die Ergebnisse unserer Rechnungen werden von vielen experimentellen Gruppen zur Datenanalyse benutzt. Abschließend kann gesagt werden, dass in dem Vorhaben neue Einsichten über Kernwechselwirkungen bei extremem Isospin, die Bindungsmechanismen an den Abbruchkanten und neue Anregungsmoden in exotischen Atomkernen erreicht wurden.
Publications
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