Estudio de la convergencia de la teoría de campos nucleares y su aplicación a los isótopos del plomo.

Abstract

La Teoría de Campos Nucleares (NFT) es un método que permite tratar simultáneamente los grados de libertad colectivos y de partícula independiente de un sistema nuclear y que logra eliminar los efectos de considerar esta base sobrecompleta mediante un método perturbativo diagramático. En anteriores estudios de su convergencia, se han obtenido resultados contradictorios. En la primera parte de esta tesis se muestra que por medio de la inclusión de diagramas de segundo orden y/o procedimientos de diagonalizacion es posible obtener resultados altamente satisfactorios no sólo en problemas esquemáticos (cuatro partículas moviéndose en una capa-j degenerada), sino también en problemas realistas (espectro de baja 204 energía del Pb). En ambos casos se calculan las energías y los elementos de matriz de transferencia de dos partículas/agujeros y se comparan los resultados con los del cálculo exacto y de otros métodos aproximados. En la segunda parte se estudia la emisión electromagnética de la resonancia cuadrupolar gigante (GQR) del 208Pb al ser ésta excitada por dispersión inelástica de 17 0 a 380 MeV. Debido a la inestabilidad de la GQR respecto al decaimiento a núcleo compuesto, se analiza detalladamente el mecanismo de reacción, proponiéndose un formalismo por medio del cual se logra factorizar la probabilidad de emisión en tres contribuciones independientes: la debida al campo electromagnético, la debida a la reacción nuclear y la debida a la estructura nuclear. Esta ultima se estudia en particular, aplicando la NFT en el orden más bajo de teoría de perturbaciones y teniendo en cuenta la importante mezcla que existe entre los distintos estados de isoespín. Los resultados que se obtienen concuerdan muy bien con el límite superior experimental determinado para el cociente entre la transición que puebla el estado 3~ de 2.62 MeV y la que puebla al estado fundamental. Sin embargo, en el presente cálculo no es posible reproducir la fuerte transición dipolar al estado 3~ de 4.97 MeV. The Nuclear Field Theory (NFT) is a method that allows simultaneously treating the collective and independent particle degrees of freedom of a nuclear system and that manages to eliminate the effects of considering this overcomplete basis by means of a perturbative diagrammatic method. In previous studies of their convergence, contradictory results have been obtained. In the first part of this thesis it is shown that by means of the inclusion of second order diagrams and/or diagonalization procedures it is possible to obtain highly satisfactory results not only in schematic problems (four particles moving in a degenerate j-shell), but also in realistic problems (low energy spectrum 204 Pb). In both cases the energies and transfer matrix elements of two particles/holes are calculated and the results are compared with those of the exact calculation and other approximate methods. In the second part, the electromagnetic emission of the giant quadrupole resonance (GQR) of 208Pb is studied when it is excited by inelastic scattering from 17 0 to 380 MeV. Due to the instability of the GQR with respect to the decay to a compound nucleus, the reaction mechanism is analyzed in detail, proposing a formalism through which it is possible to factor the emission probability into three independent contributions: that due to the electromagnetic field, that due to the nuclear reaction and that due to the nuclear structure. The latter is studied in particular, applying the NFT in the lowest order of perturbation theory and taking into account the important mix that exists between the different isospin states. The results obtained agree very well with the experimental upper limit determined for the ratio between the transition that populates the 3~ state of 2.62 MeV and the one that populates the ground state. However, in the present calculation it is not possible to reproduce the strong dipole transition to the 3~ state of 4.97 MeV.