Searching for the origin of isoscaling: confinement and expansion

 

C.O. Dorso,^a P.A. Giménez Molinelli^a and J.A. López^b

 

^a Departamento de Física, FCEN, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.

^b University of Texas at El Paso, El Paso, Texas 79968, USA.

 

Recibido el 10 de marzo de 2010
Aceptado el 31 de agosto de 2010

 

Abstract

In this article the dynamical origin of isoscaling, the phenomenon first observed in heavy ion reactions, is explored by studying classical molecular dynamics simulations. Systems composed of neutron and proton–like particles and resembling a compound nucleus produced in heavy ion reactions are allowed to undergo a phase transition into clusters both while confined and during free expansion. Varying the isotopic number while maintaining the same atomic number, these simulations are used to obtain isoscaling fits of the ratio of fragment yields, and to elucidate the effect the dynamics of the reaction has on the isoscaling coefficients. It is observed that breakups at high density and before their final expansion are dominant in setting the values of the isoscaling coefficients α and β.

Keywords: Isoscaling; nuclear matter; equation of state; molecular dynamics; nuclear reactions; fragmentation.

 

Resumen

En este artículo se explora el origen dinámico de la isoescala, fenómeno observado inicialmente en reacciones de iones pesados, usando simulaciones de dinámica molecular clásica. Sistemas compuestos de partículas similares a neutrones y protones y representando un núcleo compuesto producido en reacciones de iones pesados son permitidos sufrir un cambio de fase hacia cúmulos durante un confinamiento y una expansión libre. Variando el número isotópico manteniendo el número atómico constante, estas simulaciones son usadas para obtener ajustes de isoescala al cociente de las producciones de fragmentos, y para elucidar el efecto de la dinámica que la reacción tiene en los coeficientes de isoescala. Se observa que los rompimientos a altas densidades y anteriores a la expansion final dominan al determinar el valor de los coeficientes de isoescala α y β.

Descriptores: Isoescala; material nuclear; ecuación de estado; dinámica molecular; reacciones nucleares; fragmentación.

 

PACS:24.10.Lx, 02.70.Ns.

 

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Acknowledgments

C.O.D. is a member of the "Carrera del Investigador" CONICET supported by the Universidad de Buenos Aires, CONICET through grant PIP5969.

 

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