Ab initio yöntemleri (nükleer fizik)

Nükleer fizikte ab initio yöntemleri, tüm kurucu nükleonlar ve aralarındaki kuvvetler için relativistik olmayan Schrödinger denklemini çözerek atom çekirdeğini aşağıdan yukarıya doğru tanımlamaya çalışır. Bu, tam olarak çok hafif çekirdekler için (dört nükleona kadar) veya daha ağır çekirdekler için iyi kontrollü belirli yaklaşımlar kullanılarak yapılır. Ab initio yöntemleri, örn. nükleer kabuk modeli. Son gelişmeler, nikel gibi daha ağır çekirdeklerin ab başlangıçta işlem görmesini sağlamıştır.

Ab initio işleyişndeki önemli bir zorluk, nükleonlar arası etkileşimin karmaşıklığından kaynaklanmaktadır. Kuvvetli nükleer kuvvetin, kuantum kromodinamiği (QCD) tarafından tanımlanan güçlü etkileşimden ortaya çıktığına inanılmaktadır, ancak QCD, nükleer fizik ile ilgili düşük enerji düzeninde pertürbatif değildir. Bu, nükleonlar arası etkileşimlerin açıklaması için QCD'nin doğrudan kullanımını çok zorlaştırır (bkz. Kafes QCD) ve bunun yerine bir model kullanılmalıdır. Mevcut en gelişmiş modeller, kiral etkili alan teorisine dayanmaktadır. Bu etkili alan teorisi (EFT), QCD simetrileriyle uyumlu tüm etkileşimleri, katkılarının boyutuna göre sıralanmış şekilde içerir. Bu teorideki serbestlik dereceleri, QCD'de olduğu gibi kuarklar ve gluonların aksine nükleonlar ve piyonlardır. Etkili teori, saçılma verilerinden belirlenebilen düşük enerjili sabitler adı verilen parametreleri içerir.

Kiral EFT, birçok cisim kuvvetinin, özellikle de nükleer çok cisim probleminde temel bir bileşen olduğu bilinen üç nükleon etkileşiminin varlığını ifade eder.

Hamiltonian $H$'ye ulaştıktan sonra (kiral EFT veya diğer modellere göre) Schrödinger denklemini çözmelidir.

$H\vert {\Psi }\rangle =E\vert {\Psi }\rangle$,

burda $\vert {\Psi }\rangle$, çekirdekteki A nükleonlarının çok cisimli dalga fonksiyonudur. Bu denkleme sayısal olarak çözümler bulmak için çeşitli başlangıç yöntemleri geliştirilmiştir:

• Green'in işlevi Monte Carlo (GFMC)
• Çekirdeksiz kabuk modeli (NCSM)
• Bağlanmış küme (CC)
• Kendi kendine tutarlı Green işlevi (SCGF)
• Orta içi benzerlik renormalizasyon grubu (IM-SRG)