Θεωρητική μελέτη των αντιδράσεων βαρέων ιόντων
Creators: name: Πρασσά, Βάϊα Δ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Αντιδράσεις βαρέων ιόντων
Πυρηνική καταστατική εξίσωση
Ενέργεια συμμετρίας
Μη συμμετρική πυρηνική ύλη
Heavy ion collisions
Nuclear equation of state
Symmetry energy
Asymmetric nuclear matter

description: Στη διδακτορική διατριβή μελετώνται οι ιδιότητες της θερµής και πυκνής πυρηνικής ύλης (στη φάση της πύρινης σφαίρας, ﬁreball) που διαµορφώνεται κατά τη διάρκεια µιας αντίδρασης ϐαρέων ιόντων σε ενδιάµεσες ενέργειες. Θα προσπαθήσουµε να βρούµε τις σχέσεις µεταξύ της δυναµικής της σύγκρουσης στο αρχικό στάδιο και της συµπεριφοράς της πυρηνικής καταστατικής εξίσωσης σε υψηλές πυκνότητες. Η προσοχή µας στρέφεται στη µη συµµετρική πυρηνική ύλη. Ο κύριος στόχος είναι να διερευνηθεί η επίδραση του πυρηνικού περιβάλλοντος στην παραγωγή και διάδοση των σωµατιδίων σε µια αντίδραση. Η Διδακτορική Διατριβή αποτελείται από οκτώ κεφάλαια. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν μπορούν να περιγραφούν, συνοπτικά κατά κεφάλαιο, ως ακολούθως. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια γενική εισαγωγή στη φαινομενολογία των αντιδράσεων βαρεών ιόντων. Στο κεφάλαιο 2, παρουσιάζονται τα ϐασικά χαρακτηριστικά της σχετικιστικής θεωρίας µέσου πεδίου (RMFT), που προτάθηκε από τον Walecka και οι επεκτάσεις του. Επίσης, µελετάται η καταστατική εξίσωση της συµµετρικής και µη συµµετρικής πυρηνικής ύλης και τονίζεται η εξάρτηση από την πυκνότητα της ενέργειας συµµετρίας, όπως αυτή δίνεται από τα διαφορετικά πρότυπα του ισοδιανυσµατικού καναλιού. Το θεωρητικό πρότυπο που χρησιµοποιείται για την περιγραφή των αντιδράσεων ϐαρέων ιόντων, από το οποίο παίρνουµε πληροφορίες για την πυρηνική καταστατική εξίσωση, αναλύεται στο κεφάλαιο 3. Η χρονική εξέλιξη του συγκρουόµενου συστήµατος, δίνεται µέσω µιας συναλλοίωτης εξίσωσης µεταφοράς τύπου Boltzmann. Παρουσιάζονται τα βασικά βήµατα για την εξαγωγή µιας τέτοιας εξίσωσης, γνωστής ως εξίσωση RBUU, στο πλαίσιο της σχετικιστικής θεωρίας µέσου πεδίου, (MFT). Η επίδραση του αδρονικού περιβάλλοντος σε πεπερασµένη πυκνότητα εισάγεται µέσω των ενεργών µαζών και ορµών. Η αριθµητική λύση της εξίσωσης RBUU, γίνεται µέσω της µεθόδου των δοκιµαστικών σωµατιδίων (test particle method). Η µέθοδος, περιγράφεται στη συναλλοίωτη διατύπωση της, για τα γκαουσιανά δοκιµαστικά σωµατίδια. Το κεφάλαιο 4, αφορά τη λεπτοµερή περιγραφή του όρου της αντίδρασης, που περιέχει τις παραµετροποιήσεις των ενεργών διατοµών των στοιχειωδών αντιδράσεων. Επίσης, παρουσιάζονται τα δύο πρότυπα περιγραφής του δυναµικού καονίου-νουυκλεονίου. Τα αποτελέσµατα της εισαγωγής της εξάρτησης από την πυκνότητα των ενεργών διατοµών Ν-Ν, καθώς και του δυναµικού καονίου-νουκλεονίου, παρουσιάζονται στα κεφάλαια 5 και 6, αντίστοιχα. Στο κεφάλαιο 7, προτείνεται µια εναλλακτική µέθοδος προσδιορισµού των παραµέτρων της Λαγκρανζιανής πυκνότητας, µε σκοπό την πιο συνεπή περιγραφή της συµπεριφοράς της πυρηνική ύλης σε υψηλές ϐαρυονικές πυκνότητες. Τέλος, στο κεφάλαιο 8, γίνεται σύνοψη των αποτελεσµάτων και παρουσιάζονται οι προοπτικές για τα µελλοντικά αντικείµενα µελέτης
description: In the present thesis, we discuss the properties of the hot and dense nuclear matter(the so-calledfireball), formed during an intermediate energy heavy ion collision. We attemptto find possible relations between the collision dynamics of the early stage and thehigh density behavior of the nuclear matter Equation of State (EoS). Our attentionis focused on asymmetric nuclear matter.The main aim is to explore the effect of the nuclear environment on paritcle productionin heavy ion collisions. After a detailed presentation of the theoreticalbackground of nuclear models in the static (Relativistic Mean Field) and in the dynamical(Kinetic Theory) cases, the results of dynamical simulations are presented.The Ph.D. thesis consists of eight chapters. The conclusions can be described in summary bychapter, as follows. The first chapter is a general introduction to the phenomenology of heavy ion collisions. In Chapter 2, the basic features of relativistic mean field theory (RMFT), proposed by Walecka, are presented. The theoretical model used to describe heavy ion collisions, from which we get information on the nuclear equation of state, is analyzed in chapter 3. The time evolution of the colliding system, is given by a covariant transport equation of Boltzman type. The basic steps to export such an equation, known as RBUU, in the framework of the relativistic mean field theory (MFT), are presented. The numerical solution of the equation RBUU, is given by the test particle method. The method is described in the covariant formulation for Gaussian test particles. In chapter 4, the detailed description of the collision term, which contains the parametrizations of the in-medium cross-sections of binary collisions, is given. The effect of the density dependence ofthe inelastic cross sections and the kaon-nucleoninteraction, in terms of particle production, are presented in Chapters 5 and 6, respectively. In Chapter 7, for a better description of the behaviour of nuclear matter at high baryondensities, an alternative method is proposed for the determination of the parametersof the Lagrangian density. The method is based on more microscopic considerationsthan before, i.e. the parameters are constrained using information comingfrom abinitio calculations. The results, obtained with the new parametrisationstrongly support this idea.Finally, in Chapter 8, a summary of the results and the future study prospects, are presented