Sdgh ana kabuğundaki tek parçacık enerjilerinin fitlenmesi
Fitting single particle energies in sdgh major shell
Yazar: OĞUZ ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. ERDAL DİKMEN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Günümüz itibariyle çekirdeğin yapısını düşük enerji seviyelerinde açıklayan en geçerli modellerden biri nükleer kabuk modelidir. Nükleer kabuk modeli iki karmaşık problemin çözümünü gerektirir: Bunlardan ilki hesaplamanın yapılacağı model uzayında etkin etkileşmelerin türetilmesi, ikincisi ise çok-cisim hesaplamalarıdır. İkinci durumda, artan parçacık sayısı ve valans uzayı nedeniyle büyük boyutlara ulaşan Hamiltoniyen matrisleri ortaya çıkmaktadır. Bu amaçla günümüzde farklı bilgisayar kodları kullanımıyla nükleer kabuk modeli problemi dünyadaki birçok grup tarafından çözülmeye çalışılmaktadır.sdgh osilatör ana kabuğundaki çekirdekler için yapılan standart kabuk modeli hesaplamaları 2s1/2, 1d5/2, 1d3/2, 0g7/2 ve 0h11/2 orbitallerini içeren model uzayında gerçekleştirilir. Bu orbitallere ait tek parçacık enerjilerinin teorik olarak hesaplanması için geliştirilmiş bir metot yoktur. Bu nedenle standart kabuk modeli hesaplamalarında tek parçacık enerjileri deneysel verilerden alınır. Maalesef sdgh ana kabuğundaki tek parçacık enerjileri deneysel verilerden uzak olduğundan bu ana kabuk için tahmini tek parçacık enerjileri kullanılmaktadır. İşte bu çalışmada, sdgh ana kabuğundaki tek parçacık enerjileri simpleks ve klonal seçme optimizasyon teknikleri kullanılarak optimize edilmiştir. Kabuk modeli hesaplamaları için hafif Sn çekirdekleri seçilmiştir. Bu çekirdekler için nükleer kabuk modeli hesaplamaları, CD-Bonn iki-cisim etkin etkileşmeleri kullanımıyla kuantum mekaniksel çok-cisim hesaplamaları Drexel University Shell Model (DUSM) koduyla yapılmıştır. Büyük skalalı kabuk modeli hesaplamaları için Süleyman Demirel Üniversitesi Fizik Bölümündeki Yüksek Başarımlı Paralel Bilgisayar Sistemi (YUBBİS) kullanılmıştır.Optimize edilen tek parçacık enerjileriyle yapılan kabuk modeli hesaplamaları sonucunda hafif Sn izotoplarının düşük enerjili spektrumlarının deneysel verilerle daha iyi uyum gösterdiği bulunmuştur. Böylece sdgh ana kabuğundaki optimize edilmiş tek parçacık enerjileri ile bu bölgedeki çekirdekler için yapılan nükleer kabuk modeli hesaplamalarının deneysel verilerle uyumsuzluğu en aza indirgenmiştir.

Abstract:
Today, the nuclear shell model is one of the most convenient models to investigate nuclear structure in low lying energy levels. Model requires solving two complicated problems: First, it needs to produce effective interaction in model space where we calculate the nuclear shell model calculations, second, to calculate many-body calculations. In the second case, huge Hamiltonian matrices arise with increasing number of particles and model spaces. In that sense, many research groups in the world have been trying to solve the nuclear shell model problem by using different computer codes.The standard shell model calculations for the nuclei in sdgh major oscillator shell are carried out in the model space including the orbitals 2s1/2, 1d5/2, 1d3/2, 0g7/2, and 0h11/2. There is no theoretical method to calculate single particle energies of these orbitals. Therefore, in the standard shell model calculations the single particle energies are taken from experiment. Unfortunately the single particle energies in sdgh major shell have eluded measurement and, instead, predicted values have been used so far. In this study, the single particle energies in sdgh major shell are optimized by using simplex and clonal selection optimization techniques. The light Sn nuclei have been selected for the shell model calculations. The quantum many-body calculations for these nuclei have been done with Drexel University Shell Model (DUSM) code by using CD-Bonn effective two-body interactions. Large scale shell model calculations have been done in High Performance Parallel Computer Cluster (YUBBIS) at Physics Department, Suleyman Demirel University.The theoretical low-lying energy spectrum of light Sn isotopes obtained with the optimized single particle energies is good agreement with the experimental ones. Therefore, the discrepancies between experimental results and the nuclear shell model calculations with optimized single particle energies are reduced for the nuclei in sdgh major shell.