7.6.2019 Voiko raskaita ytimiä mallintaa perustavanlaatuisista vuorovaikutuksista lähtien? (Salvioni)
Atomin ytimen ominaisuudet antavat tietoa luonnon perimmäisten vuorovaikutusten ominaisuuksista tarjoten samalla myös haastavan ongelman niiden kokeelliselle ja teoreettiselle tutkimukselle. Kokeelliset laboratoriot, kuten esimerkiksi Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratorio, pystyvät tuottamaan ja mittaamaan lyhytikäisia eksoottisia radioaktiivisia isotooppeja.
Atomin ydin on muodostunut nukleoneista (neutronit ja protonit), jotka vuorovaikuttavat keskenään vahvan vuorovaikutusen kautta. Nykytietämyksen mukaan tätä vuorovaikutusta voidaan kuvata kiraalisella efektiivisellä vuorovaikutuksella, joka on johdettu kvarkkien ja gluonien välisen vuorovaikutuksen symmetrioista.
Niin kutsutut ab-initio laskut lähtevät liikkeelle näistä perustavanlaatuisista lähtökohdista, missä kaikkien nukleonien annetaan vuorovaikuttaa keskenään kiraalivuorovaikutuksen kautta. Koska nämä laskut vaativat suurta laskentatehoa, voidaan tällä tekniikalla laskea ainoastaan kevyitä ytimiä. Jotta voisimme teoreettisesti mallintaa kaikkia ytimiä, näitä edellä kuvattuja menetelmiä joudutaan approksimoimaan tiheysfunktionaaliteorian menetelmillä.
Väitöstyössään Salvioni on johtanut energiatiheysfunktionaalin parametrit kiraalivuorovaikutusta käyttävistä laskuista. Tämä tapahtui siten, että seitsemän eri kevyen ytimen laskettua perustilaa häirittiin, ja tästä häiriöstä saatava vaste mahdollisti energiatiheysfunktionaalin parametrien määrittämisen. Hän myös testasi näiden parametrien ominaisuuksia ydinmaterian tiedettyihin ominaisuuksiin.
Salvionin väitöstyö auttaa parantamaan nykyisten energitiheysfunktionaalien tarkkuutta kytkemällä ne perustavanlaatuisiin vuorovaikutuksiin. Tämä tärkeä lisäys auttaa määrittämään paremmin sitä miten erilaiset ytiment voivat olla sidottuja ja sitä millaisia ilmiöitä niissä esiintyy.
Gianluca Salvioni suoritti FM tutkinnon teoreettisesta ydinfysiikasta Pisan yliopistossa, Italiassa, vuonna 2014. Hänen pro-gradu työnsä käsittely törmäysreaktioita eksottisissa ytimissä. Hän aloitti jatko-opinnot Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksella vuonna 2015 FIDIPRO tutkimusryhmässä.
FM Gianluca Salvionin väitös “Model Nuclear Energy Density Functionals derived from ab initio calculations” tarkastetaan perjantaina 7. kesäkuuta, 2019, kello 12:00 FYS1-salissa fysiikan laitoksella. Opponenttina toimii professori Richard J. Furnstahl (Ohion yliopisto, USA) ja kustoksena professori Jacek Dobaczewski (Jyväskylän yliopisto ja Yorkin yliopisto). Väitös on englanniksi.
Väitös on julkaistu sarjassa JYU dissertations, Jyväskylän yliopisto, 2019. ISBN 978-951-39-7775-7 (PDF), ISSN 2489-9003
Linkki julkaisuun:
äپٴᲹ:
FM Gianluca Salvioni, gianluca.g.salvioni@jyu.fi
Tiedottaja Tanja Heikkinen, tanja.s.heikkinen@jyu.fi, puh. +358 50 581 8351
Jyväskylän yliopiston matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
/science/fi
Facebook: Twitter: