Aktuelle Projekte 
 
 

Arbeitsgruppe: 
Kurzreichweitige NN Korrelationen

Mitglieder der Arbeitsgruppe: Tobias Frick, Herbert Müther , Armen Sedrakian, Piotr Bozek (Inst. of Nuclear Physics, Krakau),  K.H. Hassaneen (Sohaq University, Ägzpten), W.H.Dickhoff (Washington U., St.Louis), A. Polls (Universidad Barcelona)
 
Eine realistische Beschreibung der Wechselwirkung zwischen 2 Nukleonen enthält starke zentrale Komponenten  kurzer Reichweite und starke Tensorkomponenten. Diese induzieren entsprechende Korrelationen in die Wellenfunktion für einen Atomkern. So kann man die Grundeigenschaften von Atomkernen wie die Bindungsenergie und den Radius erst unter Berücksichtigung solcher Korrelationen, die über eine Hartree Fock Beschreibung hinausgehen, verstehen. Genauere Informationen über diese Korrelationen und damit über die Eigenschaften der Nukleon-Nukleon Wechselwirkung erwartet man von inelastische Elektronstreu- oder Gamma Absorptionsexperimenten, bei denen einezelne Nukleonen (e,e'N) oder auch Paare von Nukleonen (e,e'2N) aus dem Kernverbund herausgeschlagen werden.
In Konkurenz zu den Korrelationseffekten müssen dazu die Effekte von Mesonaustauschströmen und der Wechselwirkung zwischen den Nukleonen im Endzustand konsisten berücksichtigt werden. Die theoretischen Untersuchungen werden im engen Kontakt mit der experimentell an diesem Problem arbeitenden Gruppe des Physikalischen Instituts (P.Grabmayr und Mitarbeiter) und an der Universität Basel (D. Rohe und I. Sick) durchgeführt. Es wurden eine Methode entwickelt, die es erlauben, den Phasenübergang zu einem Paarkondensat (Suprafluidität) unter Berücksichtigung der Korrelationen zu bestimmen. Im Vergleich zur üblichen BCS Näherung führen die Korrelationen zu deutlichen Einschränkungen der Bereiche in Temperatur und nuklearer Dichte, bei denen das Kondensat auftritt.
 
Veröffentlichungen z.B. :
H. Müther und A. Polls ``Two-Body Correlations in Nuclear Systems'', nucl-th/0001007, Prog. Part. and Nucl. Phys. 45 (2000) 243

D. Knödler und  H. Müther: ``Final State Interaction in Exclusive (e,e'NN) Reactions'',  Phys. Rev. C. 63 (2001) 044602

T. Frick und H. Müther: ``A Self-Consistent Solution to the Nuclear Many-Body Problem at Finite Temperature'', Phys. Rev. C 68 (2003) 034310, nucl-th/0306009 

T. Frick, Kh.S.A. Hassaneen, D. Rohe, and H. Müther: ``Spectral function at high missing energies and momenta'', nucl-th0406010,
Phys. Rev. C70 (2004) 024309.

H. Müther und W.H. Dickhoff: ``Pairing properties of nucleonic matter employing dressed nucleons'', nucl-th/0508035, Phys. Rev. C72 (2005) 054313.

Arbeitsgruppe: 
Relativistische Effekte im Vielteilchenproblem der Kernphysik 

Mitglieder der Arbeitsgruppe:  Peter Gögelein, Herbert Müther, Erdmann Schiller, Stefan Ulrych, A. Polls (U. Barcelona), A. Ramos (U. Barcelona),  H. Toki (Osaka)

Die Wechselwirkung zwischen den Nukleonen enthält sehr starke attraktive Komponenten, vorzugsweise beschrieben durch den Austausch eines skalaren Mesons (sigma Meson) und repulsive Komponenten, beschrieben durch den Austausch eines Vektor Meson (omega). Dementsprechend enthält auch das mittlere Feld, in dem sich die Nukleonen in einem Atomkern bewegen, starke attraktive und repulsive Komponenten, die sich unter einer Lorentz Transformation wie eine Skalar beziehungsweise wie ein Vektor transformieren. Dies hat zur Folge, daß sich die Dirac Spinoren für Nukleonen im nuklearen Medium deutlich von den Spinoren im Vakuum unterscheiden. Die kleine Komponente ist vergrößert, was man auch durch eine effektive Dirac Masse beschreibt, die im nuklearen Medium signifikant kleiner ist als die Masse des freien Nukleons. Es werden insbesondere Fragen untersucht wie: Wie stark sind diese relativistischen Effekte für realistische Nukleon-Nukleon Wechselwirkung unter Berücksichtigung von Korrelationen? Welche Observable (Optische Modell der Nukleon-Kernm Streuung, Spin-Bahn Wechselwirkung, elektromagnetische Kopplung) sind sensitiv auf diese relativistischen Effekte?

Veröffentlichungen z.B.:
A. Trasobares, A. Polls, A. Ramos und H. Müther: "On the Dirac Structure of the Nucleon Selfenergy in Nuclear Matter",
nucl-th/9703020, Nucl.Phys. A640 (1998) 471

H. Müther, S. Ulrych und H. Toki: "Correlations and the relativistic structure of the nucleon self-energy"
Int. Journ. of Mod. Phys. E 8 (1999) 179

E. Schiller und H. Müther: "Correlations and the Dirac Structure of the Nucleon Self-Energy'', EPJ A11 (2001) 15.

Arbeitsgruppe:
Korrelationen in Quantenflüssigkeiten 

Mitglieder der Arbeitsgruppe: Thomas Dahm, Jerome Margueron, Herbert Müther , Karl-Wilhelm Schmid, Armen Sedrakian, Markus Stauf, T. Muramatsu (U. Stuttgart), P. Schuck (Orsay, Paris), U. Weiss (U. Stuttgart)

Verschiedene Methoden zur Beschreibung von Quantenflüssigkeiten aus der Kern- und Festkörperphysik werden miteinander verglichen und auf verschiedene Modellsysteme aus diesen Bereichen angewandt. Zu den betrachteten Methoden gehören die Methode der selbstkonsistenten Berechnung von Greensfunktionen mit der von uns entwickelten BAGEL Darstellung, die `Exponential  S' Methode, die Brueckner Theorie bzw. hole-line Entwicklung, Greensfunktions Monte Carlo Methoden, und Quanten Monte Carlo Simulationen auf einem Gitter. Als mögliche Modellsysteme werden Schalenmodellkonfigurationsräume der Kernphysik, Kern- und Neutronenmaterie, endliche Atomkerne, das Hubbard bzw. t-J Modell der Festkörperphysik betrachtet.

Veröffentlichungen z.B.:
H. Müther und L.D. Skouras: "Long-Range Correlations in Closed Shell Nuclei", Nucl. Phys. A 581 (1995) 247

L. Engvik, M. Hjorth-Jensen, R. Machleidt, H. Müther, und A. Polls, "Modern Nucleon-Nucleon Potentials and
Symmetry Energy in Infinite Matter" Nucl. Phys. A627 (1997) 85

A. Sedrakian, H. Müther, and P. Schuck, "Correlated nucleons in configuration space", Phys. Rev C70 (2004) 041301.

K.W. Schmid, T. Dahm, J. Margueron und H. Müther: "A symmetry-projected variational approach to the 1-dimensional Hubbard-model'',cond-mat/0409691, Phys. Rev. B 72 (2005) 085116.



 Arbeitsgruppe:
Paarkorrelationen und Symmetriebrechungen

Mitglieder der Arbeitsgruppe: Herbert Müther, Armen Sedrakian, J. Mur.-Petit (Barcelona), A. Polls (Barcelona)

Untersucht werden allgemeine Eigenschaften von Quantenflüssigkeiten mit wenigstens 2 verschiedenen Typen von Fermionen: z.B.  Protonen und Neutronen, Elektronen mit Spin parallel oder antiparallel zu einem externen Magnetfeld aber auch Quarks mit unterschiedlichem Flavor oder atomare Systeme. Bei einer attraktiven Wechselwirkung zwischen diesen unterschiedlichen Fermionen tendiert das System zur Bildung eine Paarkondensats. Dieser Phasenübergang wird unterdrückt, wenn sich die Dichten der Fermionen und damit deren Fermiimpulse unterscheiden. Diese Unterdrückung kann kompensiert werden durch die Ausbildung von symmetriebrechenden Strukturen. In der Festkörperphysik wurde sehr intensiv die Möglichkeit der sogennanten LOFF (Larkin-Ovchinnikov-Fulde-Ferrel)Phase diskutiert. Unsere Untersuchungen in unterschiedlichen Systemen zeigen jedoch, dass die Ausbildung von deformierten Fermiflächen im allgemeinen günstiger ist und deshalb in den unterschiedlichen Systemen zu erwarten ist

Veroffentlichungen z.B.:

H. Müther and A. Sedrakian: ``Spontaneous breaking of rotational symmetry in superconductors'', Phys. Rev. Lett. 88 (2002) 252503, cond-mat/0202409

H. Müther and A. Sedrakian: ``Phases of asymmetric nuclear matter with broken space symmetries'', Phys. Rev. C 67 (2003) 015802, nucl-th0209061

H. Müther and A. Sedrakian: ``Breaking rotational symmetry in two-flavor color superconductors'', Phys. Rev. D 67 (2003) 085024, hep-ph/0212317

A. Sedrakian, J. Mur-Petit, A. Polls, and H. Müther: ``Deformed Fermi surfaces in ultracold Fermi gases'', Phys. Rev. A72 (2005) 013613, cond-mat/0404577


Arbeitsgruppe:
Materie in Neutronensternen und Supernova

Mitglieder der Arbeitsgruppe: Peter Gögelein, Jerome Margueron, Fernando Montani, Herbert Müther, Armen Sedrakian, Piotr Bozek (Inst. of Nuclear Physics, Krakau)

Im Zentrum von Neutronensternen bildet sich  homogene nukleare Materie mit einer extrem hohen Dichte aus. Am äussersten Rand hingegen sollte die baryonische Materie in Form von normalen Atomkernen gegeben sein. Besonders interessant ist natürlich der Bereich der Kruste, in dem das System von isolierten Atomkernen über Quasi-Atomkernen in einem See ungebundener Neutronen zu einem Bereich homogener nuklearer Materie übergeht. Dabei kommt es zur Ausbildung von Quasi-Atomkernen mit Formen, die an verschiedene Typen italienischer Pasta (Spagetti, Lasagne, Gnocchi) erinnern. Deshalb bezeichnet man diesen Bereich auch häufig als Pasta-Phase des
Neutronensterns. Untersucht werden die Materialeigenschaften dieser Pasta-Phase, die Zustandsgleichung, die Zusammensetzung aber auch Viskosität und Wärmeleitfähigkeit. Diese Eigenschaften sind wichtige Inputinformationen für astrophysikalische Simulationsrechnungen.    

Veroffentlichungen z.B.:

F. Montani, C. May, and H.  Müther : ``Mean field and pairing properties in the crust of neutron stars'', nucl-th0401024, Phys. Rev. C69 (2004) 065801

 P. Bozek, J. Margueron, and H. Müther: ``Dynamical response functions in correlated fermionic systems'', nucl-th/0411048, Annals Phys. 318 (2005) 245.

 
 
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