Effective interactions for nucleon scattering off isospin-asymmetric targets

Abstract

Se ha investigado el rol de la asimetría de isospín para interacciones efectivas nucleón-nucleón (\textit{NN}) en el contexto de colisiones elásticas nucleón-núcleo. Para tal efecto se ha supuesto que la matriz $g$ \textit{in-medium} es una combinación de soluciones de ecuaciones de Brueckner-Hartree-Fock para materia nuclear simétrica y neutrónica pura, representada mediante $g[\rho,\beta]$. Se usa el potencial desnudo de Argonne $v_{18}$ para representar las interacciones \textit{NN} en el vacio, dada su abilidad para describir amplitudes de colisiones \textit{NN} hasta 350~MeV. La matriz $g$ de isospín asimétrico es aplicada en la construcción del potencial óptico para colisiones elásticas de nucleones con núcleos de capa cerrada. Para tal efecto se aplica el $\delta g$ \textit{folding} introducido por Arellano y Bauge que permite un tratamiento explícito de las funciones de onda de partícula independiente del modelo Hartree-Fock para el núcleo. El enfoque que se presenta en este trabajo permite hacer un seguimiento de la asimetría local de isospín en cada cordenada radial del núcleo. Los potenciales ópticos obtenidos resultantes son no locales, como consecuencia de que el comportamiento \textit{off-shell} de la matriz $g$ es tratada sin aproximaciones. Se observa que la inclusión de la asimetría de isospín en la matriz $g$, en el contexto de $\delta g$ \textit{folding}, permite una descripción razonable de las secciones eficaces diferenciales para haces de nucleones a energías entre 40 y 100~MeV. Para energías de hasta 65~MeV el $\delta g$ \textit{folding} incluyendo soluciones de materia neutronica permite una mejora evidente en la descripcion de los datos relativo a sus aproximaciones. La implicancia de este resultado es que la asimetría de isospín en interacciones efectivas \textit{NN}, en conjunto con un tratamiento detallado de la matriz de densidad no local, conllevan a efectos no despreciables en la descripción de colisiones de nucleones con blancos asimétricos

We have investigated the role of isospin asymmetry of the NN effective interaction in the context of NA elastic scattering. To this purpose we assume that the in-medium g matrix is an unbias admixture of isospin-symmetric nuclear matter and pure neutron matter solutions of Brueckner-Hartree-Fock equations, denoted as g[ρ, β]. We use of Argonne v18 bare potential to represent the NN interaction in free space, due to its ability to describe NN scattering amplitudes up to 350 MeV. The isospin-asymmetric g matrices are then used for the construction of optical model potentials for elastic nucleon scattering off closed-shell nuclei. To this purpose we make use of the δg folding approach introduced by Arellano and Bauge, suited for an explicit account of shell-model single-particle wavefunctions in a Hartree-Fock description of the ground state of nuclei. The folding approach we pursue enables to keep track of the isospin asymmetry throughout the target together with its implied in-medium g[ρ, β] matrix. The calculated optical potentials results nonlocal, as all nonlocalities in the g matrix are retained. We have found that the inclusion of isospin asymmetry in the g matrix, in the context of the δg folding, yields a reasonable description of differential cross sections at nucleon beam energies between 40 and 100 MeV. For energies at and below 65 MeV the δg folding including neutronic matter g matrices yield better agreement with the data relative to its approximations. The implication of this result is that the isospin-asymmetry in the NN effective interaction, in conjunction with the full account of the density matrix, yields non negligible effects in the description of differential scattering observables for asymmetric targets.