MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aHisham,  Mostofa.
■24510▼aSimilarity  Renormalization  Group  Approach  to  Low-Energy  Nuclear  Reactions
■260    ▼a[Sl]▼bThe  Ohio  State  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a143  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-06,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Furnstahl,  Dick  .
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  Ohio  State  University,  2024.
■520    ▼aLow-energy  nuclear  physics  contains  all  the  natural  phenomena  pertaining  to  the  interaction  between  nucleons,  with  applications  ranging  from  individual  nucleons  to  atomic  nuclei  to  neutron  stars.  Experimental  facilities  such  as  the  Facility  of  Rare  Isotope  Beams  (FRIB)  explore  the  properties  of  nuclei  using  scattering  experiments  that  will  help  us  address  fundamental  issues  in  nuclear  physics,  such  as  the  properties  of  nuclear  processes  in  astrophysics,  the  nature  of  fundamental  symmetries,  and  the  origin  of  heavy  elements.  Theoretical  low-energy  nuclear  physics  tackles  these  problems  by  splitting  the  field  into  structure  and  reactions,  where  the  former  deals  with  the  static  properties  of  nuclei,  while  the  latter  explores  their  dynamic  properties  under  scattering  processes.  However,  a  solid  understanding  of  the  interplay  between  nuclear  structure  and  reactions  is  needed  to  answer  the  fundamental  questions  that  are  being  tackled  at  facilities  like  FRIB.As  part  of  a  systematic  approach  to  treating  structure  and  reactions,  we  implement  the  similarity  renormalization  group  (SRG).  SRG  methods  change  the  theoretical  resolution  scale  (which  is  set  by  the  maximum  momentum  components  of  low-energy  wave  functions)  of  structure  and  reaction  components  using  a  specified  scheme,  which  is  determined  by  the  form  of  the  initial  Hamiltonian  and  the  type  of  RG  evolution  being  applied.  As  the  SRG  evolution  uses  unitary  transformations,  observables  remain  invariant  under  the  evolution,  but  individual  components  of  structure  and  reaction  will  be  scale  and  scheme  dependent.By  shifting  to  a  lower  resolution  scale,  we  can  reduce  the  complexity  of  these  components.  The  SRG  decouples  low-  and  high-momentum  physics,  allowing  for  a  simplified  representation  of  a  Hamiltonian  that  initially  exhibits  strong  short-range  behavior.  These  "simplified"  Hamiltonians  have  wave  functions  without  short-range  correlations  (SRCs),  allowing  for  a  more  rapid  convergence  of  many-body  basis  expansions.  SRG  evolution  can  also  influence  the  properties  of  nuclear  reaction  calculations  by  simplifying  the  initial  and  final  states  in  transition  matrix  elements,  with  the  consequence  that  the  evolved  operators  in  the  matrix  elements  gain  induced  many-body  contributions.  Process-independent  quantities  such  as  momentum  distributions  can  be  extracted  from  experiment  through  a  factorization  of  nuclear  structure  and  reaction  components.  Although  the  process  of  factorization  causes  these  process-independent  quantities  to  be  scale  and  scheme  dependent,  they  can  be  controlled  and  analyzed  systematically  by  using  the  SRG.Optical  potentials  provide  a  simple  way  to  analyze  the  many-body  dynamics  of  a  nuclear  reaction  by  reducing  the  problem  to  a  few-body  interaction.  These  optical  potentials  are  non-local,  energy  dependent,  and  complex  (because  of  omitted  inelastic  scattering  channels).  Optical  potentials  and  SRG  methods  contain  similar  attributes,  as  they  both  contain  features  of  decoupling  degrees  of  freedom,  and  they  introduce  their  own  form  of  non-locality.  Observing  these  features  of  the  optical  potential  under  SRG  remained  an  unexplored  region  of  nuclear  physics,  and  is  a  focus  of  this  thesis.This  thesis  explores  the  effects  of  the  SRG  on  different  components  of  nuclear  structure  and  reaction.  On  the  nuclear  structure  side,  we  initially  employ  the  quasideuteron  model  that  models  the  knockout  of  high-momentum  protons  in  photo-absorption  on  nuclei.  Using  this  model,  we  calculate  the  Levinger  constant,  which  is  used  to  calculate  the  cross  section  for  this  process,  at  each  RG  resolution  scale.  Using  the  Levinger  constant,  we  can  match  the  resolution  scales  of  different  NN  interactions.  We  also  calculate  nucleon  momentum  distributions  using  low-momentum  Woods-Saxon  orbitals  instead  of  complicated  many-body  wave  functions  that  would  need  to  be  SRG  evolved.  We  compare  results  of  the  SRG-evolved  momentum  distributions  to  high-fidelity  variational  Monte  Carlo  calculations,  and  find  agreement  with  the  low-resolution  calculations,  which  are  much  simpler  to  calculate.On  the  nuclear  reaction  side,  we  explore  the  properties  of  optical  potentials  under  the  SRG.  We  initially  use  a  one-dimensional  toy  model  for  scattering  to  calculate  the  optical  potential  at  each  resolution  scale.  We  find  that  the  one-dimensional  optical  potential  exhibits  decoupling  of  high-  and  low-momentum  physics,  as  well  as  agreement  of  the  phase  shifts  with  the  exact  case  for  the  leading-order  optical  potential  after  the  SRG  evolution.  The  optical  potential  non-locality  also  gives  way  to  the  SRG  non-locality  at  low  RG  resolution  scales,  causing  the  optical  potential  to  adopt  a  more  universal  form.  We  extend  from  the  one-dimensional  case  to  a  realistic  three-dimensional  d(n,d)n  elastic  scattering  reaction,  and  construct  the  optical  potential  at  each  resolution  scale  using  the  folding  potential  formalism.  In  addition,  we  explore  the  properties  of  optical  potentials  for  high-energy  scattering  by  folding  the  free  NN  t-matrix  with  the  density  matrix  to  calculatethe  optical  potential.
■590    ▼aSchool  code:  0168.
■650  4▼aPhysics
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■653    ▼aSimilarity  renormalization  group
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■71020▼aThe  Ohio  State  University▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-06B.
■790    ▼a0168
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17165177▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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