Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu chính của đề tài dựa vào các phương pháp tính toán của lý thuyết tán xạ lượng tử và lý thuyết cấu trúc hệ đa nucleon liên kết và tương tác với nhau qua tương tác mạnh. Các tính toán trên máy tính hiệu năng cao đã được thực hiện cho những tính toán liên kênh phản ứng mô tả phản ứng tán xạ hạt nhân đo với những đồng vị hạt nhân khác nhau, cũng như các tính toán Hartree-Fock cho cấu trúc vỏ trong và lõi ngoài của sao neutron và sao proton-neutron ở nhiệt độ và mật độ baryon cao. Một số nghiên cứu đã được tiến hành trong hợp tác nghiên cứu khoa học chặt chẽ với các đồng nghiệp quốc tế ở các cơ sở nghiên cứu VLHN thuộc các trường đại học và viện nghiên cứu ở Châu Âu, Nhật Bản và Hoa Kỳ.

Với Mục tiêu đã đăng ký của đề tài “Nghiên cứu phương trình trạng thái chất hạt nhân, tán xạ nucleon - hạt nhân và hạt nhân - hạt nhân sử dụng tương tác NN hiệu dụng phụ thuộc mật độ” là nghiên cứu thống nhất phương trình trạng thái chất hạt nhân và mô tả vi mô các phản ứng tán xạ nucleon - hạt nhân và hạt nhân - hạt nhân sử dụng các phiên bản tương tác NN hiệu dụng phụ thuộc mật độ thích hợp. Nhóm nghiên cứu do Cơ quan chủ quản Qũy Phát triển Khoa học và Công nghệ cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài Đào Tiến Khoa thực hiện nghiên cứu này.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

1) Nghiên cứu phương trình trạng thái chất hạt nhân và cấu trúc lõi ngoài của sao neutron: Trong thời gian qua, nhóm đề tài đã tiếp tục đi sâu nghiên cứu phương trình trạng thái (EOS) chất hạt nhân phi đối xứng trong khuôn khổ trường trung bình hạt nhân Hartree-Fock, sử dụng một số phiên bản tương tác NN hiệu dụng phụ thuộc mật độ mà đã được dùng rộng rãi trong các tính toán cấu trúc và phản ứng hạt nhân. Nhóm đề tài đã thu được các kết quả quan trọng về sự phụ thuộc của EOS vào mật độ baryon và độ bất đối xứng neutron-proton của chất hạt nhân. Đặc biệt, thành phần phụ thuộc spin đồng vị của tương tác NN hiệu dụng đã được khảo sát trong các tính toán năng lượng đối xứng của chất hạt nhân và một số kết luận quan trọng đã được rút ra. Ngoài ra, thế đơn hạt nucleon trong chất hạt nhân cũng đã được nghiên cứu chi tiết, với đóng góp của hiệu ứng tái chỉnh hợp - rearrangement (RT) của năng lượng Fermi suy từ định lý Hugenholtz-van-Hove (HvH) mà đã được khẳng định là chính xác cho thế đơn hạt của một hệ đa fermion bất kỳ. Các kết quả thu được trong hướng nghiên cứu này đã được trình bày trong một công trình quan trọng được công bố trên tạp chí Phys. Rev. C: D.T. Loan, B.M. Loc, D.T. Khoa. Extended Hartree-Fock study of the single-particle potential: The nuclear symmetry energy, nucleon effective mass, and folding model of the nucleon optical potential. - Physical Review, 2015, C92, 034304 (16 pages). Việc nghiên cứu EOS chất hạt nhân nóng cũng đã được triển khai tích cực. Nhiều kết luận quan trọng về sự phụ thuộc nhiệt độ của các đại lượng nhiệt động quan trọng đã được rút ra. Đặc biệt là khối lượng hiệu dụng của nucleon trong chất hạt nhân mật độ và nhiệt độ cao đã được chỉ ra như một đại lượng quan trọng liên quan trực tiếp tới EOS của vật chất hạt nhân nóng. Ngoài ra, chất hạt nhân nóng trong lõi sao protoneutron tại nhiệt độ cao với hiện diện của neutrinos đã được nghiên cứu chi tiết trong mô hình trường trung bình hạt nhân phụ thuộc nhiệt độ. Thời gian co sụp thành lỗ đen của một sao protoneutron nóng có khối lượng ~ 40 lần khối lượng mặt trời đã được đánh giá trong nghiên cứu này. Các kết quả được trình bày trong một công trình quan trọng được công bố trên tạp chí Phys. Rev. C: N.H. Tan, D.T. Loan, D.T. Khoa, J. Margueron. Mean-field study of hot β-stable protoneutron star matter: Impact of the symmetry energy and nucleon effective mass. - Physical Review, 2016, C93, 035806 (28 pages).

2) Tiếp tục phát triển mẫu Folding cho các tính toán thế tương tác nucleon - hạt nhân và hạt nhân - hạt nhân: Trong các phản ứng va chạm hạt nhân nói chung và phản ứng tán xạ nói riêng, thế tương tác giữa hai hạt nhân va chạm là input quan trọng nhất trong các tính toán mô tả tiết diện phản ứng hạt nhân. Mẫu Folding để xây dựng thế tương tác hạt nhân dùng trong mô tả tán xạ hạt nhân đàn hồi và phi đàn hồi đã được chúng tôi phát triển và hoàn thiện trong nhiều năm qua để nghiên cứu các phản ứng tán xạ nucleon - hạt nhân và hạt nhân - hạt nhân ở năng lượng thấp và trung bình. Trong thời gian qua chúng tôi đã nghiên cứu chi tiết đóng góp quan trọng của hiệu ứng tái chỉnh hợp RT vào thế quang học nucleon và được khảo sát trong nghiên cứu tán xạ neutron trên hạt nhân bia 208Pb. Kết quả này đã được dùng trong nội dung công trình Physical Review C92 (2015) 034304 kể trên. Mẫu folding kép cho thế tán xạ hạt nhân - hạt nhân đã được hoàn chỉnh để tính đến hiệu ứng RT trong mô tả tán xạ hạt nhân-hạt nhân tại năng lượng thấp và trung bình. Các phiên bản CDM3Yn của tương tác NN phụ thuộc mật độ do CNĐT và cộng sự xây dựng và phát triển từ 20 năm nay đã được chỉnh chuẩn để tính đến hiệu ứng tái chỉnh hợp RT trong các tính toán folding kép. Thế quang học hạt nhân-hạt nhân thu được trong các tính toán này có cường độ và độ phụ thuộc khoảng cách tương tác rất gần với các kết quả best-fit của các tính toán trong mẫu quang học hạt nhân. Những kết quả quan trọng này đã được công bố trên tạp chí Phys. Rev. C: D.T. Khoa, N.H. Phuc, D.T. Loan, B.M. Loc. Nuclear mean field and double-folding model of the nucleus-nucleus optical potential. - Physical Review, 2016, C94, 034612. Ngoài ra, mẫu folding kép mở rộng đã được dùng để mô tả trường hạt nhân trung bình của hệ 12C+12C ở năng lượng nhiệt hạch. Đây là đại lượng vật lý cơ bản nhất dùng để đánh giá tốc độ phản ứng nhiệt hạch 12C+12C xảy ra trong môi trường chất sao nóng của các sao thuộc giải tiệm cận khổng lồ AGB. Các kết quả sơ bộ đã được công bố trên tạp chí vật lý quốc gia: L.H. Chien, D.C. Cuong, D.T. Khoa. Mean-field study of the 12C+12C fusion.-  Communications in Physics, 2015, 25, pp.265-274.

3) Nghiên cứu vi mô tán xạ alpha-alpha và alpha - hạt nhân: Đây là hướng NC truyền thống của nhóm ĐT và vẫn đang được triển khai tích cực trong hai năm qua. Trong năm vừa qua nhóm ĐT cũng đã tiến hành các phân tích số liệu tán xạ alpha - alpha sử dụng thế tán xạ được xây dựng trong mẫu folding kép và đã rút ra những kết luận quan trọng về hiệu ứng của nguyên lý Pauli đối với độ phi định xứ của thế tán xạ ở năng lượng thấp. Những kết quả nghiên cứu này sẽ được hệ thống lại trong giai đoạn tới trong một công trình sẽ được gửi đi công bố quốc tế. Tán xạ alpha - hạt nhân phi đàn hồi luôn là một phương pháp thực nghiệm quan trọng dùng nghiên cứu cấu trúc các trạng thái kích thích đồng vị vô hướng (isoscalar) vì hạt alpha bắn tới (tức hạt nhân 4He) với spin và spin đồng vị đều bằng không có cấu trúc rất bền vững. Đặc biệt là những quan tâm gần đây về các trạng thái kích hoạt 0+ isoscalar đơn cực (monopole) trong các hạt nhân nhẹ 12C và 16O do những dặc trưng cấu trúc alpha cluster (khi cấu trúc vỏ của 12C và 16O chuyển trạng thái được cấu trúc từ 3 và 4 hạt alpha). Thí dụ, trạng thái kích thích 0+ của 12C tại năng lượng 7.65 MeV (trạng thái Hoyle) là một ngưỡng cộng hưởng thiết yếu trong quá trình sinh tạo ra Carbon trong vũ trụ. Một trong những vấn đề nóng hổi liên quan là sự tồn tại của trạng thái kích thích 2+ thứ hai trong hạt nhân 12C (đã được tiên đoán là kích thích quay của trạng thái Hoyle), được các nhà thực nghiệm tích cực tìm cách phát hiện trong phổ kích thích của 12C ghi đo được từ hàng chục thí nghiệm khác nhau. Trong những năm qua nhóm ĐT đã thực hiện những phân tích chi tiết phổ kích thích của 12C đo từ tán xạ alpha+12C tại năng lượng 240 và 386 MeV. Chúng tôi đã khẳng định được hiện diện của đỉnh 2+ trong tiết diện tán xạ và xác định được xác suất dịch chuyển hạt nhân B(E2) của trạng thái này. Tháng 7/2015 chủ nhiệm ĐT đã có báo cáo về hướng nghiên cứu quan trọng này tại hội nghị VLHN quốc tế tổ chức ở Dubna: D.T. Khoa, D.C. Cuong, Y. Kanada-En'yo, The 2+ excitation of the Hoyle state, Proceedings of the International Workshop on “Nuclear Structure and Related Topics 2015”, EPJ Web of Conferences 107 (2016) 09001.

4) Nghiên cứu tán xạ nucleon - hạt nhân và các phản ứng trao đổi điện tích: Tán xạ proton (p,p) cũng như phản ứng trao đổi điện tích (p,n) đã được nghiên cứu một cách thống nhất Các kết quả mô tả vi mô quá trình tán xạ này đã cho phép rút ra những kết luận quan trọng về kích thước và cấu trúc halo của 2 hạt nhân này, được trình bày trong một công trình công bố trên Phys. Rev. C: L.X. Chung, O.A. Kiselev, D.T. Khoa, P. Egelhof. Elastic proton scattering at intermediate energies as a probe of the 6,8He nuclear matter densities. - Physical Review, 2015, C92, 034608 (10 pages).

Những nghiên cứu thống nhất các phản ứng (p,p) và (p,n) trên cơ sở trường trung bình hạt nhân đang được triển khai tích cực với việc sử dụng thế folding có tính tới hiệu ứng tái chỉnh hợp RT và sẽ được công bố trong thời gian tới.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 14146/2017) tại Cục Thông tin KH&CNQG.

Đ.T.V (NASATI)