Electroweak processes in nuclei

Zusammenfassung

En esta tesis doctoral, que opta a la Mención de Doctor Europeo, se realizan cálculos teóricos de procesos débiles y electromagnéticos que tienen lugar en el núcleo atómico. En particular, se analizan desintegraciones beta sencillas, beta dobles y procesos de dispersión de electrones por núcleos. El formalismo teórico empleado se basa en un campo medio autoconsistente de tipo Hartree-Fock (HF) con deformación axial, usando interacciones nucleón-nucleón de Skyrme. Se incluyen también correlacione s de emparejamiento en aproximación BCS en cada iteración del cálculo HF, bien con intervalo energético constante o bien con intensidad constante. Este procedimiento da lugar finalmente a la estructura HF BCS del estado fundamental del núcleo par-par en estudio. Para estudiar transiciones beta se añaden al estado fundamental interacciones residuales protón-neutrón de tipo Gamow-Teller, empleando la aproximación de fases aleatorias para cuasipartículas (QRPA); estas correlaciones se consideran en los canales partícula-hueco y partícula-partícula, cada uno de ellos con su correspondiente constante de acoplamiento que puede obtenerse por comparación con datos experimentales o de forma autoconsistente con el campo medio. Con el formalismo teóri co descrito se han obtenido las curvas de energía frente a deformación cuadrupolar de los núcleos par-par pobres en neutrones de la región del plomo, en concreto núcleos de mercurio con A=180-192, de plomo con A=184-194 y de polonio con A=198-206. Se ha encontrado coexistencia de forma en los núcleos de esta región, y para cada deformación de equilibrio se han analizado las distribuciones de intensidad Gamow-Teller (GT) discretas, foldeadas y acumuladas tanto en la ventana Q(EC) como en un rango más amplio de energías de excitación. Se ha realizado un estudio similar con los núcleos par-par de xenon con A=124-142 y se han obtenido las distribuciones de intensidad GT más y menos, que son proporcionales a la sección eficaz de reacciones de in tercambio de carga sobre estos núcleos. En el caso de la desintegración doble-beta con neutrinos se han obtenido las contribuciones al elemento de matriz de este proceso para diez núcleos que se desintegran doble-beta y que se han medido experimental mente. Este cálculo ha sido realizado obteniendo las transiciones GT desde los estados fundamentales de los núcleos padre e hijo a los estados virtuales 1 del núcleo intermedio. En estas contribuciones al elemento de matriz se han analizado las...