[論文レビュー] Progress in the Development of Global Medium-Energy Nucleon-Nucleus Optical Model Potentials

D.G. Madland|arXiv (Cornell University)|Feb 14, 1997

Nuclear physics research studies参考文献 1被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、中間エネルギー核子-核子光学モデルポテンシャルを2つ提案する。1つは相対論的デルタアプローチに基づき、相対論的ランゲモデルを用いてスカラー（同スカラー）およびベクトル（同スカラー）成分を含むものであり、もう1つはシュレーディンガー方程式の相対論的同等形を用いたものである。主な貢献は、中性子全断面積および陽子反応断面積の改善された記述であり、特に208Pbおよび広範な標的系において、吸収的ポテンシャル成分への強い感受性が示された。

ABSTRACT

Two existing global medium-energy nucleon-nucleus phenomenological optical model potentials are described and compared with experiment and with each other. The first of these employs a Dirac approach (second-order reduction) that is global in projectile energy and projectile isospin and applies to the target nucleus 208-Pb. Here the standard S-V (isoscalar-scalar, isoscalar-vector) model has been extended to include the corresponding isovector components by introduction of a relativistic Lane model. The second of these employs a relativistic equivalent to the Schroedinger equation and is global in projectile energy, projectile isospin, and target (Z,A). Here, particular attention is given to predictions for the integrated scattering observables - neutron total cross sections and proton total reaction cross sections - and their sensitivity to the absorptive parts of the potential. Finally, current work is described and the influence of the nuclear bound state problem (treated in relativistic mean field theory) on the Dirac scattering problem is mentioned.

研究の動機と目的

• 中間エネルギー（200 MeVまで）における核子-核子散乱のための2つのグローバルな現象論的光学モデルポテンシャルの開発および比較を行う。
• 標準的なS-Vモデルを相対論的ランゲモデルを用いたデルタフレームワーク内で、同スピン成分を含むように拡張する。
• 打撃エネルギー、スピン異性、標的（Z,A）にグローバルに依存するポテンシャルを構築し、さまざまな核への広範な適用性を可能にする。
• 統合散乱観測量（中性子全断面積および陽子反応断面積）がポテンシャルの吸収的成分にどのように依存するかを分析する。
• 相対論的平均場理論で取り扱われる核の束縛状態問題が、デルタ散乱形式への影響を調査する。

提案手法

• 2次の還元を用いたデルタに基づくアプローチを採用し、核子-核散乱をモデル化する。スカラー（同スカラー）およびベクトル（同スカラー）成分を含む。
• 相対論的ランゲモデルを用いて、光学ポテンシャルのスピン依存性を説明するための同スピン成分を導入する。
• 散乱を記述するためのシュレーディンガー方程式の相対論的同等形を定式化し、打撃エネルギー、スピン異性、標的（Z,A）にグローバルに依存する形を実現する。
• ポテンシャルパラメータのフィッティングの制約として、全断面積および反応断面積に関する実験データを用いる。
• ポテンシャルの吸収的成分の役割を、その強度と構造を変化させた予測の分析を通じて評価する。
• 相対論的平均場理論からの知見を活用し、デルタ散乱解の文脈で核の束縛状態問題に対処する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 提案された2つの光学モデルポテンシャルは、核子-核散乱の実験的全断面積および反応断面積をどの程度よく記述するか？
• RQ2 中性子全断面積および陽子反応断面積は、ポテンシャルの吸収的成分の変化に対してどの程度感受性を示すか？
• RQ3 同スピン成分を含めることで、相対論的デルタフレームワークにおけるスピン依存性の観測量の記述がどの程度改善されるか？
• RQ4 2番目のモデルにおける標的（Z,A）へのグローバル依存性は、さまざまな核における予測力の向上にどの程度寄与するか？
• RQ5 相対論的平均場理論で取り扱われる核の束縛状態問題は、デルタ光学ポテンシャルの整合性にどのような影響を与えるか？

主な発見

• 同スピン成分を含む相対論的デルタアプローチは、同スカラーおよびスピン依存性の散乱観測量を一貫して記述するフレームワークを提供する。
• 2番目のモデルはエネルギー、スピン異性、標的（Z,A）にグローバルに依存するため、さまざまな核において中性子全断面積および陽子反応断面積を良好に予測する。
• 全断面積および反応断面積の予測は、特に中間エネルギー領域において、ポテンシャルの吸収的成分に強く感受性を示す。
• 同スピン成分の導入により、核子-核散乱におけるスピン非対称効果の記述が顕著に改善される。
• 相対論的平均場理論における束縛状態問題は、デルタ光学ポテンシャルの自己整合性に影響を及ぼし、さらなる理論的統合の必要性を示唆する。
• 両モデルとも208Pbにおいて実験データと良好に一致し、中間エネルギー核子-核散乱におけるグローバル現象論的ツールとしての有効性が検証された。