Het modelleren van de eigenschappen van atoomkernen is een veeleisende taak. Het vereist een theorie die we kunnen toepassen op een grote verscheidenheid aan nucleaire soorten, ongeacht hun massa. MSc Gianluca Salvioni's proefschrift over theoretische kernfysica probeert een dergelijke theorie te formuleren door gebruik te maken van input van nauwkeurige eerste-principeberekeningen die beschikbaar zijn voor lichte kernen.

De atoomkernen vormen een waardevol veld voor het testen van de fundamentele natuurkrachten, maar ook een uitdaging voor experimentele en theoretische fysica. Experimentele faciliteiten, zoals het acceleratorlaboratorium aan de Universiteit van Jyväskylä, ons in staat stellen om radioactieve nucleaire soorten te produceren en te meten, vechten tegen de korte levensduur en het exotische karakter van deze systemen.

Zoals we het kennen, de kern wordt gevormd door nucleonen (neutronen en protonen) die interageren via de zogenaamde sterke interacties. Volgens het huidige begrip, deze interacties hebben het karakter van chirale effectieve interacties - krachten afgeleid van de symmetrieën van de fundamentele componenten van nucleonen, quarks en gluonen. Berekeningen met ab initio-methoden zijn gebaseerd op de eerste principes, zodat alle nucleonen actief zijn en interactie hebben met deze chirale krachten. Omdat er veel rekenkracht nodig is, we kunnen dergelijke berekeningen slechts voor een beperkt aantal lichte kernen uitvoeren. Om ze allemaal te beschrijven, meer benaderingen nodig zijn, en dus vervangt men gewoonlijk de ab initio-methoden door modellen die geworteld zijn in de zogenaamde dichtheidsfunctionaaltheorie.

In zijn proefschrift, Salvioni leidde parameters van nucleaire functionalen af ​​van ab initio berekeningen met chirale interacties. Vooral, hij introduceerde verstoringen in grondtoestandconfiguraties van zeven lichte kernen, en, van de reactie op de verstoringen, hij evalueerde de relevantie van de parameters van functionalen. Hij testte deze parameters ook tegen eigenschappen van oneindige nucleaire materie.

Zijn werk is een stap in de richting van het verbeteren van de nauwkeurigheid van nucleaire functionalen, koppelen aan fundamentele interacties. Dit geeft ons belangrijke input om de grenzen van de gebonden nucleaire soorten te bepalen en een verscheidenheid aan nucleaire fenomenen te bestuderen.

Gianluca Salvioni behaalde zijn M.Sc. Licentiaat in theoretische natuurkunde aan de Universiteit van Pisa (Italië), in 2014, met een proefschrift over knock-outreacties van exotische kernen. Hij begon zijn doctoraatsstudie aan de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Jyväskylä in 2015, toetreden tot de onderzoeksgroep FIDIPRO. Zijn onderzoek heeft de steun gekregen van de Universiteit van Jyväskylä en het Helsinki Institute of Physics.

MSc Gianluca Salvioni's proefschrift over theoretische fysica "Model kernenergiedichtheidsfunctionaliteiten afgeleid van ab initio-berekeningen" zal op vrijdag worden gepresenteerd, 7 juni 2019 om 12.00 uur in FYS1, Afdeling Natuurkunde.