Theoretical description of nuclear collective excitations

Abstract

Density functional theory is a preferred microscopic method for calculation of nuclear properties over the whole nuclear chart. Besides ground-state properties, which are calculated by Hartree-Fock theory, nuclear excitations can be described by means of Random Phase Approximation (RPA). The main objective of the present work is to give the RPA formalism for spherically symmetric nuclei, using the techniques of angular-momentum coupling. Various auxiliary topics, such as Hartree-Fock theory, Coulomb integral, center-of-mass corrections and pairing, are treated as well. RPA method is derived also for axially deformed nuclei. The derived formulae are then implemented in the computer code and utilized for calculation of some physical results. After thorough investigation of the precision aspects of the calculation, the following topics are treated as examples: toroidal nature of the low-energy (pygmy) part of the E1 resonance, giant resonances of various multipolarities in deformed nucleus 154Sm, and magnetic dipole (M1) transitions in deformed 50Cr. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Teorie funkcionálu hustoty je preferovaná mikroskopická metoda pro výpočet vlastností jader napříč celou tabulkou nuklidů. Vedle vlastností základního stavu, které se počítají Hartreeho-Fockovou metodou, vzbuzené stavy jader se dají popsat pomocí metody Random Phase Approximation (RPA). Hlavním cílem předkládané práce je podat formalismus RPA metody pro sféricky symetrická jádra, s použitím technik skládání momentu hybnosti. Probírají se také různá pomocná témata, jako Hartreeho- Fockova teorie, Coulombův integrál, těžišťové korekce a párování. Metoda RPA je odvozená rovněž pro axiálně deformovaná jádra. Odvozené vzorce byly zabudovány do počítačových programů a použity pro výpočet některých fyzikálních výsledků. Po zevrubném prozkoumání výpočtů z hlediska numerické přesnosti byla probrána tyto témata: toroidální povaha nízko-ležící části E1 rezonance ("pygmy"), gigantické rezonance různé multipolarity v deformovaném jádře 154Sm a magnetické dipólové (M1) přechody v deformovaném 50Cr. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)