Εφαρμογές της πυρηνικής ενέργειας συμμετρίας στη δομή πεπερασμένων πυρήνων και αστέρων νετρονίων
Authors: Παπάζογλου Μιχαήλ 
Published: August 2021

Το πρώτος μέρος της διατριβής αφορά στη συστηματική μελέτη της επίδρασης της ενέργειας συμμετρίας στις ιδιότητες των πυρήνων, που σχετίζονται με την isospin ασυμμετρία του συστήματος και παράλληλα προχωρούμε σε εκτιμήσεις για την επιβολή περιορισμών στις τιμές της. Επιβεβαιώνεται ποσοτικά και ποιοτικά η επίδραση της ενέργειας συμμετρίας στις παραπάνω ιδιότητες, γεγονός που καθιστά αυτά τα μεγέθη ικανά να επιβάλουν περιορισμούς στην τιμή της. Συγκρίσεις με υπολογισμούς που προκύπτουν από διαφορετικά μοντέλα φανερώνουν ότι ποιοτικά υπάρχει σύγκλιση, με την παρούσα εργασία να υποδεικνύει μεγαλύτερη ευαίσθησία του δR στις μεταβολές της παραμέτρου L. Εάν εστιάσουμε στις τιμές των παραμέτρων, οδηγούμαστε στην διαπίστωση ότι η γνώση της τιμή της J περιορίζει σημαντικά το εύρος τιμών της L, ενώ συγκεκριμένα ζεύγη τιμών αναπαράγουν ικανοποιητικά πειραματικά δεδομένα που αφορούν στα ισότοπα. Τέλος φαίνεται η εξάρτηση των ιδιοτήτων από τον παράγοντα ασυμμετρίας να είναι γραμμική για όλα τα ισότοπα, κάτι που συνάδει με άλλες μελέτες. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής εξετάζουμε κατά πόσο η εκπομπή βαρυτικών κυμάτων ως μηχανισμός ενίσχυσης των r-τρόπων ταλάντωσης από έναν αστέρα νετρονίων μπορεί να επιβάλει περιορισμούς στην ενέργειας συμμετρίας. Ο μηχανισμός της εκπομπής βαρυτικής ακτινοβολίας οδηγεί τις ταλαντώσεις σε αστάθεια. Θεωρούμε περιστρεφόμενο αστέρα με ρευστό εσωτερικό και μελετούμε την αστάθεια των r-τρόπων ταλάντωσης, λαμβάνοντας υπόψη τους διάφορους μηχανισμούς απόσβεσής τους. Προκύπτει ότι το παράθυρο αστάθειας εξαρτάται ισχυρά από το μέγεθος του αστέρα. Η επίδραση της μάζας του αστέρα και της κατανομής της πυκνότητας δεν είναι σημαντική. Για τον λόγο αυτόν, επιλέγουμε την αναλυτική λύση Tolman VII για τη συστηματική μελέτη της επίδρασης των μηχανισμών απόσβεσης και της ενέργειας συμμετρίας στο παράθυρο αστάθειας. Εάν θεωρηθεί ότι ο αστέρας περιβάλλεται από στερεή και ελαστική κρούστα, διαπιστώνουμε ότι η επίδραση της κρούστας στο παράθυρο αστάθειας είναι έντονη και έχει ως αποτέλεσμα το σημαντικό περιορισμό της περιοχής του παραθύρου αστάθειας καθώς η κρούστα γίνεται λιγότερο ελαστική. Εάν τελικά λάβουμε υπόψη και επιπλέον μηχανισμό απόσβεσης που οφείλεται στην υπερρευστότητα της ύλης, διαπιστώνουμε ότι η επίδρασή του είναι καθοριστική. Το γεγονός αυτό κάτω από δεδομένες συνθήκες μπορεί να εξηγήσει τα παρατηρησιακά δεδομένα που αφορούν σε γηραιούς και ψυχρούς αστέρες νετρονίων. Η επίδραση της καταστατικής εξίσωσης φαίνεται να είναι συγκριτικά μικρή με αυτή των μηχανισμών απόσβεσης. Το παράθυρο αστάθειας παρουσιάζει εξάρτηση από την ενέργεια συμμετρίας. Η μεταβολή των τιμών της παραμέτρου L οδηγεί σε διαφοροποίηση στη διαμόρφωση του παραθύρου αστάθειας, ενώ οι θερμοκρασίες εισαγωγής στο παράθυρο αστάθειας διαφοροποιούνται σημαντικά με τη μεταβολή της τιμής της παραμέτρου. Η επερχόμενη ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων από συστήματα διπλών αστέρων νετρονίων αναμένεται να φωτίσει πτυχές της μελέτης του παραθύρου αστάθειας και να οδηγήσει σε επιβολή περιορισμών στις τιμές της ενέργειας συμμετρίας οι οποίοι συνεπάγονται την καλύτερη κατανόηση της καταστατικής εξίσωσης της πυρηνικής ύλης στις υψηλές πυκνότητες.