AbstractsEngineering

The Klein-Gordon Equation and Pionic Atoms

by Anna Nolinder




Institution: KTH Royal Institute of Technology
Department:
Year: 2014
Keywords: Engineering and Technology; Teknik och teknologier
Record ID: 1360186
Full text PDF: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-145862


Abstract

This bachelor thesis introduces the Klein-Gordon equation and pionic atoms through a historical review. It discusses properties of the equation and its continuity equation based on a comparison with the Schrödinger equation and its continuity equation. The conclusion that the Klein-Gordon equation is a relativistic extension of the Schrödinger equation for spin-0 particles is drawn. This makes it possible to derive a Klein-Gordon equation and Coulomb potential based model for pionic atoms. The transition energies and the charge density for a pionic atom are derived. The model and a Schrödinger equation model are used to draw conclusions on the differences between regular and pionic atoms. Numerical predictions of the models are compared to experimental data and the accuracy of the models is discussed. Properties of the pionic atom are discussed based on the radial charge density. ; I detta kandidatexamensarbete introduceras Klein-Gordonekvationen och pionska atomer via en historisk genomgång. Egenskaper hos ekvationen och dess kontinuitetsekvation diskuteras baserat på en jämförelse med Schrödingerekvationen och dess kontinuitetsekvation. Vi drar slutsatsen att Klein-Gordonekvationen är en relativistisk utvidgning av Schrödingerekvationen för spin-0-partiklar. Detta möjliggör härledningen av en modell för pionska atomer baserad på Klein-Gordonekvationen och Coulombpotentialen. Övergångsenergierna och laddningstätheten härleds för en pionsk atom. Modellen används tillsammans med en modell baserad på Schrödingerekvationen för att dra slutsatser om skillnaderna mellan vanliga och pionska atomer. Numeriska förutsägelser från modellerna jämförs med experimentella data och modellernas giltighet diskuteras. Egenskaper hos pionska atomer diskuteras baserat på den radiella laddningstätheten.