Ağır iyon çarpışmalarında açısal Momentum ve Coulomb etkileşmelerinin atomik çekirdeğin çok katlı parçalanmasına etkileri
Effects of angular Momentum and Coulomb interaction of atomic nuclei on their multifragmentation in heavy ion collisions
Yazar: AYŞEGÜL KAYA
Danışman: PROF. DR. NİHAL BÜYÜKÇİZMECİ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Çarpışan atomik çekirdeklerin açısal momentum ve Coulomb etkileşmelerinin nükleer çok katlı parçalanmaya etkileri, Fermi enerjilerinde yapılan yanal çarpışmalardan anlaşılabilir. Çünkü bu çarpışmalarda çok katlı parçalanmaya maruz kalan kaynaklara büyük miktarda açısal momentum aktarılır. Bu hedef ve gelen çekirdek kaynaklar, aynı zamanda birbirlerine yakın konumda oldukları için karmaşık Coulomb etkilerine maruz kalırlar. Bugüne kadar istatistiksel yaklaşım çerçevesinde, Coulomb ve açısal momentum etkilerinin, Fermi enerjilerinde gerçekleşen yanal ağır-iyon reaksiyonlarındaki çok katlı parçalanma ürünlerinin izotop ve hız dağılımlarını nasıl değiştirdiğini açıklayan sistematik teorik bir araştırma bulunmamaktadır. Bu amaçla, 35 MeV/nükleon enerjide yanal 84Kr+84Kr ağır-iyon çarpışmalarının çok katlı parçalanması üzerinde açısal momentum ve Coulomb etkilerini araştırmak için teorik hesaplar yapıldı. Bu çalışmada donma hacminde sıcak parçacıkların homojen olmayan dağılımları İstatistiksel Çok Katlı Parçalanma Modeli temelinde mikrokanonik Markov zincir yaklaşımı ile incelendi. Daha sonra, aynı yaklaşım temel alınarak, açısal momentum ve Coulomb etkilerinin soğuk parçacıkların yük dağılımlarına, izotop dağılımlarına, nötron/proton oranlarına ve hız dağılımlarına etkileri, FAZIA deneylerinde kullanılan, 35 MeV/nükleon enerjide 84Kr+112,124Sn reaksiyonları için teorik olarak araştırıldı. Açısal momentum ve uzun menzilli Coulomb etkilerinin, gelen ve hedef çekirdekler arasındaki etkileşmelere dahil edilmesi, istatistiksel parçalanma olayında yeni özelliklere yol açar. Bu duruma göre, yayılan parçacıkların büyüklüğü ile hızları arasında belirli bağlantılar elde edildi. Açısal momentum ve Coulomb etkilerinin hedef ve gelen çekirdeğin orta hız ve kinematik bölgelerinde de izotop üretimini anlamlı bir şekilde etkilediği gösterildi.

Abstract:
Influence of angular momentum and Coulomb interactions of colliding nuclei on nuclear multifragmentation can be understood in peripheral collisions at Fermi energies. This is because large angular momentum is transferred to the multifragmentating sources at these collisions. These target and projectile sources also give rise to complex Coulomb interactions due to their proximity. So far, there is not any systematic theoretical study within statistical approach, explaining how the angular momentum and Coulomb interactions change the isotope and velocity distributions of the multifragmentation products in the peripheral heavy ion reactions at Fermi energies. For this purpose, theoretical calculations are performed to investigate the angular momentum and Coulomb effects on multifragmentation picture in peripheral 84Kr+84Kr heavy-ion collisions at 35 MeV/nucleon. In this study, inhomogeneous distributions of hot fragments in the freeze-out volume are taken into account by microcanonical Markov chain calculations within the Statistical Multifragmentation Model. Then, we have theoretically investigated the influence of angular momentum and Coulomb interactions on the charge yields, isotopic yields, the neutron-to-proton ratios, and the velocity distributions of cold fragments for 84Kr+112,124Sn reactions used in FAZIA experiments, at incident beam energy of 35 MeV/nucleon, on the basis of the same approximation. Including an angular momentum and a long-range Coulomb interaction between projectile and target residues leads to new features in the statistical fragmentation picture. In this case, specific correlations of the sizes of emitted fragments with their velocities are obtained. It is demonstrated that the angular momentum and Coulomb effects significantly influence the isotope production both in the midrapidity and in the kinematic regions, as well.