Study of zero-temperature neutron matter witthin self-consistent green´s function theory

Abstract

Las propiedades de materia de neutrones en estado normal a temperatura cero son investigadas dentro de la teoría de funciones de Green autoconsistentes (SCGF, por sus siglas en inglés) en la aproximación escalera utilizando la interacción nucleón-nucleón realista Argonne V18. Dentro de este marco de trabajo, la dinámica intermedia de dos cuerpos viene dada por la propagación partícula-partícula (p-p) y agujero-agujero (a-a), en contraste con la aproximación de Brueckner-Hartree-Fock (BHF), que solo tiene en cuenta la propagación p-p. Se revisa la aparición de estados ligados en el medio dentro de BHF y se explora la formación de estos estados en el contexto de la teoría SCGF. Para obtener soluciones estables y autoconsistentes, se implementa una descomposición de las funciones espectrales para controlar simultáneamente las excitaciones de las cuasipartículas y la dispersión de las partículas sobre las energías. Obtenemos la estructura 𝑜�𝑓�𝑓�-𝑠�ℎ𝑒�𝑙�𝑙� de las funciones espectrales y de la autoenergía, junto con otras cantidades relevantes, como las distribuciones de momento, la energía del sistema y el camino libre medio de neutrones en el medio. La dependencia en la densidad de las cantidades mencionadas anteriormente es estudiada. Los valores 𝑜�𝑛�-𝑠�ℎ𝑒�𝑙�𝑙� de la autoenergía se comparan con los resultados del esquema de BHF. Finalmente, se aborda la aparición de estados ligados en el medio en el plano de energías complejo y se propone una conexión con el estado superfluído. En comparación con resultados dentro de BHF, el efecto general de la inclusión de la propagación a-a es de naturaleza repulsiva. Esto es observado tanto en los valores 𝑜�𝑛�-𝑠�ℎ𝑒�𝑙�𝑙� de la autoenergía, como en la ecuación de estado para neutrones a altas densidades. Adicionalmente, la inclusión de la propagación a-a inhibe la posibilidad de estados ligados en el medio de la manera descrita dentro de BHF. A pesar de esto, hemos encontrado la aparición de autoenergías complejas para el problema de estados ligados para densidades menores que 0.08 fm⁻³. Una característica interesante de estas autoenergías es el comportamiento cualitativo de su parte imaginaria como función de la densidad, el cual se asemeja al comportamiento del gap de energía en la superficie de Fermi en materia neutrónica superfluída.