Estudio de las fluctuaciones de apareamiento en núcleos atómicos con teorías más allá del campo medio

Resumen

La aproximación de campo medio autoconsistente con interacciones efectivas fenomenológicas ha sido muy exitosa para describir la mayoría de las características nucleares a lo largo de toda la carta de núcleos. Este éxito está estrechamente relacionado con la ruptura espontánea de las simetrías, que permite describir el sistema de muchos cuerpos con una sola función de onda intrínseca simple de tipo producto que incorpora correlaciones asociadas a la deformación y al apareamiento. No obstante, para hacer estudios espectroscópicos y/o describir sistemas con coexistencia de forma, se han de aplicar teorías que vayan más allá de la aproximación de campo medio. En esta tesis, se han mostrado resultados obtenidos con la interacción de Gogny aplicando métodos más allá del campo medio que incluyen la restauración de la simetría del número de partículas y de invariancia rotacional con métodos de proyección, además de mezcla de configuraciones llevada a cabo mediante el método de la coordenada generadora. Se ha incidido en la relevancia de la proyección al número de partículas con el método de la variación después de la proyección y en el papel que juega la autoconsistencia para determinar los estados de la base. En particular, estos métodos han sido utilizados para estudiar, por primera vez, de manera simultánea la deformación cuadrupolar y las fluctuaciones de apareamiento. Tradicionalmente se ha tomado como grado de libertad relevante la deformación cuadrupolar por ser la que ofrece una mayor contribución a la energía. Sin embargo, es deseable la inclusión por orden de importancia de otros grados de libertad colectivos en aras de encontrar la solución más aproximada a la solución exacta del sistema. Se ha investigado de manera minuciosa la influencia de las fluctuaciones de apareamiento de gran amplitud en el marco teórico que ha sido descrito más arriba. Se ha estudiado el efecto de los grados de libertad mencionados en la estructura nuclear. Para ello, se han analizado las energías de excitación, así como otros observables relevantes: las probabilidades de transición E0 y E2, o las energías de separación. Estos estudios se han hecho para una selección de núcleos: esféricos, deformados y con diferente grado de colectividad. Se ha encontrado que los efectos de las fluctuaciones de apareamiento aumentan con la energía de excitación y a mayor momento angular. Además, se han estudiado en detalle las vibraciones de apareamiento y su relación con el grado de libertad cuadrupolar, obteniéndose que la deformación inhibe fuertemente dichas vibraciones. Para terminar, se ha investigado los elementos de matriz nuclear del proceso de desintegración doble beta sin emisión de neutrinos para los núcleos donde la detección de dicho proceso -que implica física más allá del modelo estándar- es más plausible. Se va a evaluar el papel que juegan la deformación y el apareamiento en dichos elementos de matriz. Encontramos un importante aumento del valor de los elementos de matriz con respecto a los que se obtienen cuando no se incluyen las fluctuaciones de apareamiento, lo que implica una reducción de las vidas medias de dichos isótopos.