O método de partículas teste na simulação de sistemas nucleares

Abstract

Neste trabalho desenvolvemos algorítmos numéricos para a solução da equação de Vlasov que é largamente usada na simulação de sistemas nucleares. Como técnica computacional utilizamos o Método das Partículas-Teste. Por simplificação utilizamos o conceito de nucleons e não diferenciamos as partículas. Simulamos um núcleo com 64 nucleons no estado fundamental e analisamos a validade temporal da simulação. Também simulamos um gás de nucleons aprisionados em uma caixa com condição de contorno periódica. Este gás é perturbado levemente em sua densidade do estado fundamental por uma perturbação periódica. O sistema é acompanhado em sua evolução no tempo. A densidade retorna ao equilíbrio e são mostrados gráficos desta e da evolução do número de ocupação assim como da energia por nucleon. In this work we developed numerical algorithms for the solution of the Vlasov equation, which is widely used in the simulation of nuclear systems. The computational technique we have used is the test-particles method. In order to simplify the calculations we have used the concept of nucleons which do not distinguishes between the neutrons and the protons. We simulated a nucleus with 64 nucleons at the ground state and analyzed the validity of the simulation time. We also have simulated a gas of nucleons trapped in a box with a periodic boundary condition, which is slightly disturbed from its ground state equilibrium density by a periodic perturbation. The temporal evolution of the system has been observed. The evolution of the perturbed system in its way to the equilibrium, the energy per nucleon and the ocuppation number are graphically shown.