Atomic and nuclear physics /

Includes bibliographies.

LARGE ATOMIC and NUCLEAR THREE-BODY SYSTEMS: SCATTERING and BINDING

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Virtual States, Halos and Resonances in Three-Body Atomic and Nuclear Systems

By considering nuclear and ultracold trapped atomic systems, we review the trajectory of Efimov excited states in the complex plane by changing the two-body scattering lengths and one three-body scale.

Radioactivity and nuclear physics.

Includes bibliographical references.

Metrical geometry, contact transformations and nuclear physics.

Cover title.

Radioactivity and nuclear physics,

Bibliographical foot-notes. "References": p. 291-294.

Approach to chaos in ultracold atomic and molecular physics: Statistics of near-threshold bound states for Li+CaH and Li+CaF

We calculate near-threshold bound states and Feshbach resonance positions for atom–rigid-rotor models of the highly anisotropic systems Li+CaH and Li+CaF. We perform statistical analysis on the resonance positions to compare with the predictions of random matrix theory. For Li+CaH with total angular momentum J=0 we find fully chaotic behavior in both the nearest-neighbor spacing distribution and the level number variance. However, for J>0 we find different behavior due to the presence of a nearly conserved quantum number. Li+CaF (J=0) also shows apparently reduced levels of chaotic behavior despite its stronger effective coupling. This may indicate the development of another good quantum number relating to a bending motion of the complex. However, continuously varying the rotational constant over a wide range shows unexpected structure in the degree of chaotic behavior, including a dramatic reduction around the rotational constant of CaF. This demonstrates the complexity of the relationship between coupling and chaotic behavior.

Polarization and correlation phenomena in the radiative electron capture by bare highly-charged ions

In dieser Arbeit wird die Wechselwirkung zwischen einem Photon und einem Elektron im starken Coulombfeld eines Atomkerns am Beispiel des radiativen Elektroneneinfangs beim Stoß hochgeladener Teilchen untersucht. In den letzten Jahren wurde dieser Ladungsaustauschprozess insbesondere für relativistische Ion–Atom–Stöße sowohl experimentell als auch theoretisch ausführlich erforscht. In Zentrum standen dabei haupsächlich die totalen und differentiellen Wirkungsquerschnitte. In neuerer Zeit werden vermehrt Spin– und Polarisationseffekte sowie Korrelationseffekte bei diesen Stoßprozessen diskutiert. Man erwartet, dass diese sehr empfindlich auf relativistische Effekte im Stoß reagieren und man deshalb eine hervorragende Methode zu deren Bestimmung erhält. Darüber hinaus könnten diese Messungen auch indirekt dazu führen, dass man die Polarisation des Ionenstrahls bestimmen kann. Damit würden sich neue experimentelle Möglichkeiten sowohl in der Atom– als auch der Kernphysik ergeben. In dieser Dissertation werden zunächst diese ersten Untersuchungen zu den Spin–, Polarisations– und Korrelationseffekten systematisch zusammengefasst. Die Dichtematrixtheorie liefert hierzu die geeignete Methode. Mit dieser Methode werden dann die allgemeinen Gleichungen für die Zweistufen–Rekombination hergeleitet. In diesem Prozess wird ein Elektron zunächst radiativ in einen angeregten Zustand eingefangen, der dann im zweiten Schritt unter Emission des zweiten (charakteristischen) Photons in den Grundzustand übergeht. Diese Gleichungen können natürlich auf beliebige Mehrstufen– sowie Einstufen–Prozesse erweitert werden. Im direkten Elektroneneinfang in den Grundzustand wurde die ”lineare” Polarisation der Rekombinationsphotonen untersucht. Es wurde gezeigt, dass man damit eine Möglichkeit zur Bestimmung der Polarisation der Teilchen im Eingangskanal des Schwerionenstoßes hat. Rechnungen zur Rekombination bei nackten U92+ Projektilen zeigen z. B., dass die Spinpolarisation der einfallenden Elektronen zu einer Drehung der linearen Polarisation der emittierten Photonen aus der Streuebene heraus führt. Diese Polarisationdrehung kann mit neu entwickelten orts– und polarisationsempfindlichen Festkörperdetektoren gemessen werden. Damit erhält man eine Methode zur Messung der Polarisation der einfallenden Elektronen und des Ionenstrahls. Die K–Schalen–Rekombination ist ein einfaches Beispiel eines Ein–Stufen–Prozesses. Das am besten bekannte Beispiel der Zwei–Stufen–Rekombination ist der Elektroneneinfang in den 2p3/2–Zustand des nackten Ions und anschließendem Lyman–1–Zerfall (2p3/2 ! 1s1/2). Im Rahmen der Dichte–Matrix–Theorie wurden sowohl die Winkelverteilung als auch die lineare Polarisation der charakteristischen Photonen untersucht. Beide (messbaren) Größen werden beträchtlich durch die Interferenz des E1–Kanals (elektrischer Dipol) mit dem viel schwächeren M2–Kanal (magnetischer Quadrupol) beeinflusst. Für die Winkelverteilung des Lyman–1 Zerfalls im Wasserstoff–ähnlichen Uran führt diese E1–M2–Mischung zu einem 30%–Effekt. Die Berücksichtigung dieser Interferenz behebt die bisher vorhandene Diskrepanz von Theorie und Experiment beim Alignment des 2p3/2–Zustands. Neben diesen Ein–Teichen–Querschnitten (Messung des Einfangphotons oder des charakteristischen Photons) wurde auch die Korrelation zwischen den beiden berechnet. Diese Korrelationen sollten in X–X–Koinzidenz–Messungen beobbachtbar sein. Der Schwerpunkt dieser Untersuchungen lag bei der Photon–Photon–Winkelkorrelation, die experimentell am einfachsten zu messen ist. In dieser Arbeit wurden ausführliche Berechnungen der koinzidenten X–X–Winkelverteilungen beim Elektroneneinfang in den 2p3/2–Zustand des nackten Uranions und beim anschließenden Lyman–1–Übergang durchgeführt. Wie bereits erwähnt, hängt die Winkelverteilung des charakteristischen Photons nicht nur vom Winkel des Rekombinationsphotons, sondern auch stark von der Spin–Polarisation der einfallenden Teilchen ab. Damit eröffnet sich eine zweite Möglichkeit zur Messung der Polaristion des einfallenden Ionenstrahls bzw. der einfallenden Elektronen.

Universality and Halo Nuclei

Universal aspects of few-body systems will be reviewed motivated by recent interest in atomic and nuclear physics. The critical conditions for the existence of excited states in three-body systems with two-identical particles will be explored. In particular, we consider halo nuclei that can be modeled as three-body nuclear systems, with two halo neutrons and a core. In this context, we also discuss the low-energy neutron-C-19 elastic scattering, near the conditions for the appearance of an Efimov state.

Basic nuclear and radiation physics.

Cover title.

Cold Nuclear Matter Effects on J/psi Yields as a Function of Rapidity and Nuclear Geometry in d plus A Collisions at root S(NN)=200 GeV

We present measurements of J/psi yields in d + Au collisions at root S(NN) = 200 GeV recorded by the PHENIX experiment and compare them with yields in p + p collisions at the same energy per nucleon-nucleon collision. The measurements cover a large kinematic range in J/psi rapidity (-2.2 < y < 2.4) with high statistical precision and are compared with two theoretical models: one with nuclear shadowing combined with final state breakup and one with coherent gluon saturation effects. In order to remove model dependent systematic uncertainties we also compare the data to a simple geometric model. The forward rapidity data are inconsistent with nuclear modifications that are linear or exponential in the density weighted longitudinal thickness, such as those from the final state breakup of the bound state.

Student support materials por AQA A2 Physics : unit 5 nuclear and thermal physics and option units.

Libro de apoyo a los alumnos de bachillerato en el área de la Física. Abarca los siguientes temas: radioactividad, energía nuclear, física térmica, astrofísica, física médica, física aplicada e hitos en la historia de la física. Incluye también una sección para la preparación de los exámenes oficiales con ayudas sobre el funcionamiento de la ciencia, el uso de algoritmos y logaritmos, datos y fórmulas, preguntas similares a los exámenes oficiales, y respuestas, explicaciones y consejos para la superación de las pruebas.