قسم الفيزياء يناقش اطروحة دكتوراه تبحث في دور تشكيلات الطاقة العالية على عوامل التشكل للأستطارة الألكترونية الغير مرنة

---

 

ناقش قسم الفيزياء في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) اطروحة الدكتوراه الموسومة ( دور تشكيلات الطاقة العالية على عوامل التشكل للأستطارة الألكترونية الغير مرنة ) للطالبة ( شيماء أكرم عباس ) التي انجزتها تحت اشراف التدريسي (المتقاعد من قسم الفيزياء) ( أ.د. خالد هادي مهدي  ) ونوقشت من قبل لجنة المناقشة المبينة اسمائهم فيما يأتي :

• أ.د.ندى فاضل توفيق (رئيسا)

• أ.د. ليث أحمد نجم (عضوا)

• أ.م.د. محمود سالم كريم (عضوا)

• أ.م.د. هدى مجيد توفيق (عضوا)

• أ.م.د. سميره أحمد أبراهيم (عضوا)

• أ.د. خالد هادي مهدي (عضوا و مشرفا)

 أن الهدف من أطروحة الدكتوراة الحالية هو دراسة تأثير تشكيلات الطاقة العالية والتي ما يعرف بتأثير أستقطاب القلب على حسابات عوامل التشكل النووية الطولية والمستعرضة لمجموعة من النوى المختارة في القشر p و Sd و Fp حيث سيتم حساب كثافة مصفوفة الجسمية الواحدة (One Body Density Matrix) بأستخدام حسابات أنموذج القشرة النووي والذي يعتمد بشكل كبير على فضاء الأنموذج المستخدم للحصول على الدوال الموجية اللازمة لدراسة عوامل التشكل النووية وأحتمالية الأنتقال الكهربائية ومن ثم مقارنة هذه الحسابات النظرية مع البيانات العملية المتوفرة ومع الدراسات النظرية السابقة أن وجدت.

وتم في هذه الدراسة، أجري التحري عن عوامل التشكل للأستطارة الألكترونية الغير مرنة لبعض الأنوية المختارة في القشر   p – (⁶Li, ⁷Li and ¹⁰B)  و  sd – (¹⁷O, ¹⁹F and ²⁹Si)  و fp -(⁴²Ca, ⁴⁴Ca and ⁴⁸Ca)  . أُجريت الدراسة بوساطة مقاربتين: الأولى ، بأستعمال نظرية مجهرية لتأخذ بنظر الأعتبار  تأثير أستقطاب القلب عن طريق أخذ مساهمة التشكيلات النووية ذوات الطاقة العالية خارج فضاء الأنموذج للقشر    p وsd  و fp .  هذه التشكيلات ذوات الطاقة العالية تسمى بتأثيرات استقطاب القلب (CP) والتي تأخذ  بنظر الأعتبار  التهيجات من القلب وفضاء الأنموذج بوساطة جسيم-فجوة لمدارات عالية بطاقة تهيج مقدارها . أجريت حسابات أستقطاب القلب بواسطة البرنامج CP1 والمكتوب بلغة الفورتران 90 لحساب عوامل التشكل الطولية والمستعرضة.  الثانية ، بأستعمال الأنموذج التجميعي لـ بور-موتيلسون (Bohr-Mottelson) بأعتماد المذبذب التوافقي (HO) كتفاعل مؤثر متبقي. أُعتمدت الشحنات المؤثرة للبروتون والنيوترون للأخذ بالأعتبار تأثيرات أستقطاب القلب. تم أعتماد جهد دلتا السطحي المطور (MSDI) لحساب عناصر المصفوفة لأستقطاب القلب. وتم أعتماد التفاعلات المؤثرة بفضاءات أنموذج مختلفة لتوليد الدوال الموجية لفضاء الأنموذج  وهي كوهين -كوراث (CK) و USDA و GXFP1A للقشر p و sd و fp على التوالي بأستعمال برنامج أنموذج القشرة الأوكسباش (Oxbash@MSU). تم أستعمال جهد المذبذب التوافقي البسيط (HO) لتولد الدوال الموجية للجسيمة المنفردة ، حيث يكون الحل التحليلي ممكناً.  أن حسابات فضاء الأنموذج كانت أقل من البيانات التجريبية لعوامل التشكل وأن أعتماد أستقطاب القلب بواسطة نظرية مجهرية وعن طريق تبنّي الشحنات المؤثرة للبروتون والنيوترون في أنموذج بور-موتيلسون وجد بانه مهم جداً ليؤخذ بنظر الأعتبار  لتحسين الحسابات.   قورنت حسابات عوامل التشكل للأستطارة الألكترونية الغير مرنة للنوى قيد الدراسة مع البيانات العلمية. وقد وجد أن اعتماد تأثير أستقطاب القلب بواسطة الشحنات المؤثرة للبروتون والنيوترون ظروري جداً ليؤخذ بنظر الأعتبار  لتحسين التوافق مع البينات المقاسة عملياً خصوصا لعوامل التشكل الطولية. أن عوامل التشكل المغناطيسية تتأثر بشكل قليل أو لا تتأثر  بتغيير الشحنة الفعالة للبروتون والنيوترون.

وخلصت الطالبة الى التوصيات الاتية :

1. يمكن تنفيذ هذا العمل باستخدام تفاعل متبقي أكثر واقعية وفاعلية لحسابات تأثيرات استقطاب القلب ، مثل تفاعلات Michigan-three-Yukawa (M3Y) و Skyrme المؤثرة.

2. حساب الخصائص الأخرى للنواة المدروسة ، واحتمالية الانتقل الكهربائي المنخفضة B (E2) والحالة الأرضية للعزم رباعي القطب الكهربائي Q .

3. لاستخدام طريقة أخرى لإجراء الحسابات ومقارنتها مع العمل الحالي مثل طريقة Skyrme-Hartree-Fock-Bogoliubov .

---

Department: Physics

Title of thesis:  The Role of Higher Energy Configuration on the Inelastic Electron Scattering Form Factors

Name: Shaimaa Akram Abbas

Supervisor

Prof.Dr. Khalid Hadi Mahdi 

Aim of the Study: This study aimed to investigate the effect of higher configurations outside the model space which  is called the core-polarization (CP) effects on the calculations of the form factors of electron scattering for some chosen p-, sd- and fp-shells nuclei. The CP effects were taken into the consideration by using a microscopic theory that connects the model space wave function with higher energy wave functions. The CP effects were calculated with the MSDI as a residual interaction. The parameters of the MSDI are denoted by AT , B and C , where T indicates the isospin (0,1). These parameters are taken to be A0 = A1 = B = 25/A and C = 0, where A is the mass number. For p-shell nuclei Choen-Kurath (CK) were employed to perform the shell model calculations, USDA effective residual interaction will be used for the sd-shell nuclei and GXPF1A effective interaction for the fp-shell nuclei. All the calculated form factors will be compared with the available experimental data and intensively discussed

Abstract: In this study, the form factors for inelastic electron scattering for some selected p– (⁶Li, ⁷Li and ¹⁰B), sd– (¹⁷O, ¹⁹F and ²⁹Si) and fp-(⁴²Ca, ⁴⁴Ca and ⁴⁸Ca) shells have been investigated.  They study performed by two approaches: The first one is by using a theory of   the microscopic to include the effect of core polarization by taking the contribution of the nuclear configurations with high excitation energy outside the p, sd and fp shell model spaces. These high energy configurations are named the Core Polarization Effects, that take into account excitation by particle-hole orbits into higher orbits with the excitation  energy of the core and model spaces orbits  . The core polarization calculations have been performed using the code CP1 which is written in Fortran90 language and Calculating both longitudinal and transverse form factors. The second one is by using Bohr-Mottelson collective model with the harmonic oscillator (HO) as residual effective interaction. The effective charges for the proton and neutron are used to account for the core polarization effects.  The Modified Surface Delta Interaction (MSDI) is adopted to calculate the matrix elements for the core polarization. Effective interactions are adopted with different model spaces to generate the model space wave functions which are, Cohen-Kurath (CK), USDA and GXFP1A, for p-, sd-s and fp-shells, respectively using the shell model code Oxbash@MSU. The simple Harmonic Oscillator (HO) potential is used to generate the single particle wave functions, where an analytical solution is possible. The calculations of model space (MS) belittle the experimental form factors and It is found very important to include core polarization effects in microscopy and through the use of effective Bohr-Mottelson proton and neutron charges for improvement of calculations.  For inelastic electron scattering for the studied nuclei, the calculated form factors are compared to measured data. The effect of the polarization of the core considered by means of the effective proton and neutron charges is found very essential to be considered that enhanced the agreement with the measured data very well, especially for the Coulomb form factors. The magnetic form factors are less or not affected by the change of the effective proton and neutron charges 

Future work

It seems clear that further work is needed to find more identifiable features that could improve the calculations, and we therefore suggest the following

1. This work can be performed using more realistic effective residual interaction for the calculations of the core polarization effects, such as Michigan-three-Yukawa (M3Y) and Skyrme effective interactions.

2. Calculate other properties of the studied nuclei, the reduced electric quadruple probability B(E2) and the Electric ground state quadrupole moment Q.

3. To use other approach to perform the calculations and compare it with the present work such as Skyrme-Hartree-Fock-Bogoliubov method.