Abstract

IMSRG (in-medium similarity renormalization group) är en ab initio många-kropps-metod med mjuka polynomiala skalor med systemets storlek och ett hermitiskt ramverk för att skapa hamiltoner som är skräddarsydda för användning med approximationer på låg nivå, t.ex. Hartree-Fock-teorin (HF) eller random phase approximation (RPA). Den flexibilitet som följer med dessa egenskaper har gjort IMSRG till en stöttepelare i modern kärnstrukturteori. Spektroskopi med IMSRG-beräkningar har dock begränsats till skalära observabler i kärnor som är tillgängliga med skalmodellmaskineri, där IMSRG används för att konstruera effektiva valensrumsinteraktioner. I denna avhandling presenterar vi två nya utvecklingar som kraftigt har utökat IMSRG:s förmåga att utföra spektroskopiska beräkningar. Den första är införandet av IMSRG med rörelseekvationer (EOM-IMSRG), som använder ett ungefärligt, men systematiskt förbättringsbart diagonaliseringsschema tillsammans med IMSRG för att producera spektrum och vågfunktioner. Metoden lider inte av skalmodellens begränsningar av modellutrymmet, men offrar en viss noggrannhet på grund av den ungefärliga diagonaliseringen. Vi jämför denna nya metod med de väletablerade rörelseekvationskopplade kluster- och fullkonfigurationsinteraktionsmetoderna, där vi visar att metoden verkligen är genomförbar för system med slutna skal, vilket uppmuntrar till expansion till öppna skal med hjälp av en formalism med flera referenser. Vi introducerar också en perturbativ ram för att lägga till systematiska korrigeringar till EOM-IMSRG och visar resultat för kärnor med slutna skal och kvantprickar. Den andra utvecklingen är en generaliserad effektiv operatörsformalism för IMSRG, med möjlighet att konsekvent utveckla icke-scalära operatörer som är relevanta för elektrosvaga övergångar och moment. Denna allmänna ram är tillämplig på både EOM-IMSRG och IMSRG i valensrymden. Vi gör benchmarking av elektromagnetiska övergångsstyrkor och moment med hjälp av båda dessa metoder och jämför även med den kvasi-exakta no-core shell-modellen och experiment när de är tillgängliga. Vi visar att en konsekvent renormalisering av observablerna är avgörande för exakta beräkningar med IMSRG. Vi finner att våra metoder fungerar bra för övergångar som i hög grad är av enpartikelkaraktär, men för kollektiva övergångar som involverar många partiklar noterar vi att det återstår arbete för att på ett korrekt sätt införliva dessa effekter i IMSRG.