اسم الباحث:

آلاء محمد سعيد خضري

اسم المشرف:

الأستاذ الدكتور عبدالله رستناوي  –  الأستاذ المساعد الدكتور سليمان ديبو

العنوان:

طريقة تحليلية جديدة لإيجاد طاقة ترابط النواة اعتماداً على التفاعلات النووية

العنوان باللغة الإنكليزية:

A new Analytical Method for Finding the Bonding Energy of the Nucleus
Depending on Nuclear Interactions

العام:2025

القسم:الفيزياء

الملخص:

تهدف هذه الدراسة إلى معالجة القيود الرئيسية في النماذج النووية التقليدية (مثل نموذج قطرة السائل والنموذج الطبقي)، التي تعجز عن تفسير دقيق لطاقة الترابط النووي والخصائص النووية، خاصة في النوكليدات الخفيفة والسحرية والمشوهة. تشمل هذه القيود افتراضات غير دقيقة، مثل ثبات القوى النووية، إهمال التوزيع غير المتجانس للكثافة (كثافة وود-ساكسون)، وإغفال التأثيرات الحرارية والكمومية في النوكليدات المثارة. لحل هذه الإشكاليات، تم اقتراح في هذه الدراسة نموذجًا نوويًا جديدًا وسميناه النموذج الارضي يجمع بين مزايا النماذج القائمة مع تحسينات جوهرية. يعتمد النموذج على بنية ثلاثية الطبقات قلب صلب عالي الكثافة (يُحكم بالنموذج الطبقي) وطبقة سائلة متوسطة ( تتبع نموذج قطرة السائل المعدل) وطبقة سطحية غازية تفسر الحركة الحرارية للنوكليونات، كما يدمج النموذج تدرج الكثافة النووية مكانيًا والديناميك الحراري الكمومي لتحسين دقة التنبؤات في النوكليدات المثارة. تم التحقق من النموذج عبر اختباره على مجموعة واسعة من نوكليدات، مع تطبيق معايير فيزيائية مثل مبدأ الفعل الاقل للتفككات للنوى المدروسة واختيارها كسلاسل نظائرية نظرية افتراضية متعددة من النوكليدات وتحقق شروط التوازن الطاقي والكتلي وبناء عليه تم وضع صيغتين تحليليتين جديديتين لطاقات الارتباط  النووي للنوكليدات المدروسة مستمدة من حلول معادلات بايتمان للتفكك الاشعاعي المتتابع. تم في هذه الدراسة ايجاد بارامترات الصيغة الاولى لطاقة الترابط بدلالة العدد الكتلي التي تتعلق بالتأثيرات الحجمية والكولونية والسطحية للطبقات الثلاثة للنواة وتشرح الشكل الكروي للنوكليدات حسب هذا النموذج، ثم انتقال الى الحالة الخاصة  للنموذج تشرح شكل التشوهات اللاكروية للنواة من خلال ايجاد بارامترات الصيغة الثانية لطاقة الترابط بدلالة العدد الذري تتعلق بالتأثيرات الكولونية ضمن طبقات النوكليد الثلاث.  وبناء على هذا النموذج تم تفسير بعض الخصائص النووية، تم تقديم  صيغة معدلة لنصف القطر النووي والكثافة النووية، تسفر هذه التعديلات عن علاقة نظرية للكثافة النووية تتوافق مع القيم التجريبية باعتبار كثافة النوكليدات متغيرة وبدقة عالية.

تم في هذه الاطروحة اشتقاق معادلة تفاضلية من الرتبة الثالثة تحكم ديناميكيات طاقة الترابط كدالة للعدد الكتلي  توصلنا من خلالها لمعاملات القوى النووية ثم وضع تصور تقريبي لمعادلات رياضية للقوى النووية بحيث يمكن تفسير الكمونات النووية والتفاعلات بين النوكليونات من خلال طبقات النوكليد الواحد المختلفة. وتتمثل المزايا المتوقعة في هذه الدراسة

• زيادة الدقةفي حساب طاقة الترابط، خاصة للنوكليدات غير الكروية.
• تفسير شموليللقوى النووية والظواهر غير المفسرة سابقًا (مثل شذوذات خط تقاطر النيوترونات- الاستقرار النووي – تفاعلات الاندماج  والانشطار.
• تطبيقات أوسعفي الفيزياء النووية الحرارية والتفاعلات عالية الطاقة.

كما تم في القسم الثاني من هذه الاطروحة ، وضع صيغة نظرية جديدة لطاقة الترابط النووي اعتمادا على النموذج الطبقي التقليدي. عند وضع هذه صيغة تم الاعتماد على التوزع الطاقي للنوكليونات في السويات النووية، مع إدخال معاملات تصحيح خاصة بالبروتونات والنيوترونات تعكس تأثير القوة النووية القوية والتنافر الكولوني. تميزت الصيغة المقترحة بإدراج حدود تصحيحية كحد اللاتناظر و حد اقتران المعدل، مما قد يشير إلى تفاعل افتراضي مع جسيمات خفيفة في النوى الفردية وافتراض حد تقريبي يتعلق بالمادة المظلمة. كما تم تحديد ثوابت جديدة لتفاعلات السبين-المدار والعزم المداري تظهر اعتماداً على العدد الكتلي وتلعب دوراً حاسماً في تفسير البنية الدقيقة للسويات الطاقية. أظهرت النتائج توافقاً ملحوظاً مع البيانات التجريبية ، حيث نجحت في وصف الفروق الدقيقة في طاقات الترابط. تقدم هذه الأطروحة إطاراً نظرياً واعداً لدراسة تأثير المادة المظلمة في المنظومات النووية وتطوير نماذج أكثر دقة للتنبؤ بخصائص النوى الثقيلة.

الكلمات المفتاحية:

طاقات الترابط , القوى النووية , معادلة باتيمان , نموذج الأرضي ,  نصف القطر النووي , الكثافة النووية , النموذج الطبقي , المادة المظلمة.

تحميل البحث