¿Alguien puede explicar por qué la $^{11}\mathrm{B}\mathrm{H}$ fusión de la sección transversal tiene un pico de cerca de 150 keV, y por qué $\mathrm{D}\mathrm{D}$ $\mathrm{D}\mathrm{T}$ no tiene esos picos?
Respuestas
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Esta es una pregunta muy difícil de contestar. Hay (al menos) dos razones. En primer lugar, hemos detallado, de forma numérica exacta de las funciones de onda para la estabilidad, la luz de los núcleos sólo hasta, más recientemente, $A=12$ (como $^{12}C$). El Argonne-Los Alamos-Urbana colaboración utiliza quantum Monte Carlo (QMC) técnicas para evaluar el terreno y los estados excitados de obligado nucleones (es decir. estados nucleares que se $L^2$ normalizado). Y el hecho de que el QMC métodos de mirar sólo enlazados a los estados indica la segunda razón: estamos realmente interesados en los autoestados del sistema nuclear en el continuum, es decir, la dispersión de los estados. Esto es mucho más difícil problema de la evaluación de la energía de la envolvente de los estados, cuya nucleones gama de más de eficacia limitada a las regiones, ya que tenemos que hacer una integral sobre e infinito región numéricamente; o ser inteligente y averiguar un equivalente, finito-el problema con la región. (Ha habido algunos trabajos recientes en esta dirección por Bob Wiringa y Ken Nollett, la construcción de un trabajo anterior de Kievsky y colaboradores -- comprobar el preprint archivo para su trabajo más reciente.) Así que, aunque sabemos un poco acerca de la función de onda para$^{12}C$, $A=12$ problema dispersión es algo que estamos empezando a aprender más acerca de.
Antes de hablar sobre la alternativa obligada QMC para describir (ie., parametrización un, no de problemas) la dispersión de los estados, permítanme una digresión sobre la cuestión del significado de ab initio de las soluciones de muchos cuerpos en mecánica cuántica problemas. Básicamente, incluso si se soluciona el problema exactamente, a menos que usted es muy afortunado (e inteligente) y de identificar una sola (o muy pocos) mecanismo físico(s) (por lo general un fenómeno colectivo como el de la RDA, de emparejamiento, etc.) esto es particularmente relevante para la observación experimental de que usted está tratando de describir, usted probablemente no va a tener un gran uno de la línea, 'casa' mensaje que dice: "la razón por La que $DD$ $DT$ no tiene como reducir una resonancia como $p^{11}B$ es XXX". La respuesta a tu pregunta requeriría: 1) muy bueno funciones de onda y 2) concomitante con el estudio de la 2-,3-,...,?-cuerpo de funciones de correlación en el $A=4$, $5$, y $12$ problemas (con, por supuesto, el derecho números cuánticos). Incluso entonces no podría identificar a una 'pistola humeante', mecanismo que dice, "he Aquí, mira, por eso $A=4$ $5$ no muestran el pico estrecho que $A=12$." Pero es posible que...
Una forma alternativa de QMC, que hemos de estudiar/describir/parametrización un las reacciones de los núcleos ligeros, que no asume que los estados están obligados, es Wigner $R$ matriz. (Hay ab initio métodos como la resonancia de grupo método y no-core shell modelo, también.) Usted puede encontrar una gran cantidad de la literatura a través de google scholar. Pero la idea básica es que uno (artificialmente, si se quiere) que separa el problema dispersión en "internos" y "externos" de las regiones. La región interna es difícil de resolver -- todas las dinámicas de la interacción de los nucleones, cuando están todos juntos (el "núcleo compuesto"), están en juego. La región externa es fácil de resolver: uno ignora 'polarización' (ie., no Coulomb) fuerzas (porque son pequeños). El complicado hipersuperficie en el $3A-3$ dimensiones del espacio que separa el interior del exterior que se llama la superficie del canal. Nosotros en general, suponen un fuerte, de forma simple para esta superficie que corresponde aproximadamente (aunque generalmente es significativamente menor que la distancia entre el objetivo y el proyectil (o hija partículas) y parametrizadas por el canal "radios", $R_c$. (Sólo se consideran dos cuerpos canales-una limitación del método).
Ahora, las funciones de onda son conocidos en la región externa (sólo cantidades adecuadas de regulares e irregulares esférica funciones de Bessel modificada por Coulomb fases si es un canal de carga de la reacción). En el interior, sin embargo, se describe el sistema de Wigner $R$ matriz: \begin{align} R_{c'c} &= \sum_{\lambda=1}^\infty \frac{\gamma_{\lambda c'}\gamma_{\lambda c}}{E_\lambda-E}, \end{align} que se puede reconocer como la de la función de Green en la presencia de algunas condiciones de contorno (Wigner insight dio una particularmente útil, simple condición) en el canal de radio. El $R$ matriz es una función de meromorphic de la energía, $E$ y depende de un número infinito de niveles, $E_\lambda$ correspondiente a los autoestados de la Schr\"{o}dinger ecuación en lo finito de la cavidad (con dados, Wigner-tipo BC). La reducción de la anchura (básicamente las fracciones de parentesco de los coeficientes de la envolvente, sistema compuesto como "decae" a determinados canales de $c,c'$) están relacionados con el (muy complicado) para el parcial de la anchura de la núcleo compuesto. En suma, el $R$ matriz de hace casi un problema irresoluble un poco más fácil.
Así que, ¿cuál es mi punto? Usted puede calcular o parametrizar el $R$ de la matriz, a continuación se derivan de la $T$ (transición) (o $S$, la dispersión) de la matriz a partir de ella y encontrar su polacos cerca de la física en la región. Esto le dirá donde las resonancias son. Y este procedimiento le dará una idea de por qué un determinado compuesto el núcleo de la resonancia en una energía particular. Si hay una "fuerte" (ie., reducida anchura) $R$-nivel de matriz en una energía particular, usted puede aprender lo que es la relevante (LS) números cuánticos de ese nivel.
El siguiente paso en el programa es preguntar: ¿qué tipo de 2-, 3-, ..., ?-cuerpo correlaciones/fuerzas dan lugar a la interacción fuerte, que en este LS canal del estado? Esto, por desgracia, es mucho más difícil responder a esta pregunta y, por cierto, ocupa una buena parte de mi tiempo "libre" como este es el tipo de investigación que estoy trabajando actualmente.
Y estoy bastante seguro de que tenemos un camino por recorrer para responder a ella.
heathrow
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la masa de un protón 1.00728 AMU, la masa de C12 12 UMA, mientras que la masa de B11 es 11.00931 AMU, lo que la diferencia de masa p+B11-C12 es .00728+.00931 = .01659 AMU, o multiplicar por 931 MeV/UMA, la energía es 15.445 MeV, y esto significa que el C12 se forma a partir de la celda B11 y un protón con 15.445 MeV más energía de la que el estado del suelo.
Hay un montón de estrecho de los niveles de energía de C12 alrededor de esta región (tomado de los Niveles de Energía de los Núcleos Ligeros A = 12 por F. Ajzenberg-Selove una y T. Lauritsen):
La energía de giro/paridad (Isospin)
15.62 MeV
16.11 MeV 2/+ (1) (6KeV)
16.58 MeV 2/- (1) (error de paridad) (295 KeV)
17.23 MeV 1/- (1) (error de paridad)(1160)
17.77 MeV 0/+ (mal tirada)
18.37 MeV 2/+ (280 KeV)
18.40 MeV (46 KeV)
18.85 MeV (90 KeV)
19.26 MeV (450 KeV)
El 19,42 MeV (45 KeV)
19.67 MeV (180 KeV)
19.88 MeV (90 KeV)
20.27 MeV (180 KeV)
20.49 MeV (180 KeV)
Restando la energía de fusión, esto le da resonancias en energías de colisión (KeV)
(15.62 - 15.445) = 175 KeV
(16.11 - 15.445) = 665 KeV (ancho 6)
1135 (no existe)
1785 (no existe)
2325 (no existe)
2925 (280)
2955 (46)
3505 (90)
3546 (450)
3975 (45)
4225 (180)
4435 (90)
4825 (180)
5045 (180)
Las dos primeras resonancias coincide con la posición de la primera y segunda cumbres precisamente (aunque la segunda resonancia es más amplia de lo que uno espera). Los próximos tres resonancias son inaccesibles por las leyes de conservación. El último pico es una gran combinación de cualquiera de las resonancias pueden ser excitadas, las que son accesibles a partir de la colisión de protones y el B11 núcleo. Usted no puede decir, porque su spin/isospin/paridad no se da.
El acceso a las resonancias se encuentra mediante el uso de la conserva de cantidades para la fusión, el spin, isospin, y la paridad. Para que la baja momenta, los núcleos chocan con cero el impulso angular orbital (la escala espacial de variaciones de la función de onda es mucho mayor que la escala de la colisión), por lo que el spin del protón y el núcleo tiene que añadir a la vuelta de la resonancia. Así que usted está restringida a las resonancias de spin 1,2 (desde B11 ha spin 3/2). Asimismo, el isospin debe agregar para arriba, y el Ser el núcleo de isospin 1/2, como el protón, por lo que necesita isospin 0,1. La paridad del estado debe ser + (estos son los estados que presentan).
El estrecho resonancias son debido a la dinámica del núcleo que tiene un tiempo difícil cayendo a pedazos, debido a la dificultad de concentración de la energía colectiva de muchos de los nucleones en un protón o el neutrón, o una alfa, expulsar, o debido a la larga el tiempo para emitir una gamma. Para d-d o d-T de fusión, todas las resonancias son muy amplios, que se rompen fácilmente, debido a que hay pocas partículas, por lo que es fácil para expulsar a p o n, o dos deuterones de nuevo, y usted no consigue los picos estrechos en todo, y todo de fondo. Para d-T, no es un verdadero pico, que es la resonancia de la inestabilidad de la alfa-neutrón He5 núcleo.
THelper
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631
Nadie sabe la ley relacionada con el núcleo de contenido y es la energía de enlace.
Su pico significa que esta energía algunos otros estados se están formando. La anchura del pico significa que es de por vida (el más estrecho, el pico, el tiempo de vida).
De acuerdo a este documento: http://www.oecd-nea.org/janis/book/book-proton.pdf
su imagen se produce cuando He4 y 2 de las partículas alfa están formando:
Esta foto está en la página 25.
Yo no puedo decir, sin embargo, lo que hace este pico decir.
ACTUALIZACIÓN
Fuente de datos Original: http://www.nndc.bnl.gov/exfor/servlet/X4sGetSubent?reqx=12111&subID=130017002
Medido por G. M. Hale en 1979 en el Laboratorio Nacional de Los Alamos
Puede ser que esto es algo de ionización pico? La energía de 150 kev parece no nucleares por la naturaleza.
UPDATE2
Tampoco Boro-11 ni de las partículas alfa tienen cien kevs niveles de excitación:
http://www.nndc.bnl.gov/chart/getdataset.jsp?nucleus=4HE&unc=nds
http://www.nndc.bnl.gov/chart/getdataset.jsp?nucleus=11B&unc=nds
