重离子碰撞中的同位旋效应

根据近年来利用同位旋相关输运理论在中能重离子碰撞同位旋效应研究方面的成果 ,并结合国际上在该问题上的进展 ,综合介绍和分析了中能重离子碰撞中的多重碎裂、原子核阻止和前平衡发射中子-质子比的同位旋效应及其随入射道条件:入射能量、碰撞参数、碰撞系统的质量 ,特别是随中子-质子比的演化过程.讨论了利用以上物理观测量在提取同位旋非对称核物质状态方程知识方面的可能性 ,并对其发展进行了展望. Based on the achievements for the intermediate energy heavy ion collision in our recent work and the progresses in the world, the isospin effects and the dependence of the entrance channel conditions on them in the intermediate energy heavy ion collisions were introduced, analysed and commended. From the calculation results by using isospin dependence quantum molecular dynamics, it is clear to see that the nuclear stopping power strongly depends on the in medium isospin dependence...     

重离子碰撞中原子核阻止的同位旋效应

利用含有3种对称势形式的同位旋相关的量子分子动力学,研究了中能重离子碰撞中原子核阻止的同位旋效应和随入射道条件的系统演化过程.计算结果表明,原子核阻止灵敏地依赖束流能量、碰撞参数、碰撞系统的质量和核子–核子碰撞截面的同位旋相关性,而3种对称势和碰撞系统的中质比对它的影响不很明显,但在大约费米能量以下能区,原子核阻止同时依赖于介质中核子–核子碰撞截面和对称势.故认为在费米能量以上能区直至150MeV/u,原子核阻止是提取介质中核子–核子碰撞截面的一个新的物理观测量.     

动量相关作用对两体耗散同位旋效应的重要性

利用同位旋相关的量子分子动力学,研究了中能重离子碰撞中动量相关的状态方程对原子核阻止基于两体耗散的同位旋效应的影响.计算结果表明原子核阻止对同位旋相关和同位旋无关的核子–核子碰撞截面(两体耗散)的差值强烈地依赖于动量相关势,即在有动量相关势的情况下原子核阻止对同位旋相关和同位旋无关的核子–核子碰撞截面的差值大于没有动量相关势的情况.这就意味着动量相关作用明显地提高了原子核阻止对于核子–核子碰撞截面的灵敏性.因此,在考虑动量相关势的情况下,原子核阻止可以更准确地作为提取同位旋相关的核子–核子碰撞截面的一个探针.     

多重碎裂的同位旋效应和动量相关作用的影响

利用同位旋相关的量子分子动力学模型,对中能重离子碰撞过程中多重碎裂对于同位旋自由度和动量相关作用的依赖性进行了研究.结果表明:在相对较高能区,碎片的平均多重性敏感地依赖于介质中核子–核子碰撞截面的同位旋效应,但很弱地依赖于对称势;动量相关作用增强了中等质量碎片多重性对于核子–核子碰撞截面的同位旋依赖的敏感性.中等质量碎片的平均多重性可用作提取介质中同位旋相关的核子–核子碰撞截面的探针.     

同位旋和动量依赖的相互作用在重离子碰撞中的同位旋效应

引入同位旋自由度将同位旋无关的动量相关作用改造成同位旋和动量依赖的相互作用. 利用同位旋依赖的量子分子动力学理论研究了同位旋和动量依赖的相互作用对中能重离子碰撞中动量耗散和同位旋分馏的作用. 计算结果表明动量相关作用具有重要的同位旋效应，尽管它没有明显的改变原子核阻止(动量耗散)对于两体碰撞截面和同位旋分馏强度对于对称势的灵敏依赖性，但它对于以上两种灵敏性产生了明显的减弱作用. 故动量相关作用中同位旋效应研究对于定量的研究和确定同位旋非对称核物质状态方程是重要的.     

密度分布对原子核阻止同位旋效应的影响

利用同位旋相关的量子分子动力学（IQMD）模型,分析了中能重离子碰撞过程中相对论平均场和SkyrmeHartrere－Fork等核结构模型给出的核密度分布对原子核阻止的影响。研究表明,从费米能到的较大能量范围内,无论小质量体系还是大质量体系,原子核阻止对同位旋相关的核子－核子碰撞截面都非常灵敏,而不同模型给出的核密度分布对原子核阻止影响不大,说明原子核阻止作为提取同位旋相关核子－核子碰撞截面的灵敏探针是与原子核结构模型无关的。 Influence of densitydistributionwhichisgivenbyRMFandSkyrme－Hartrere－Fork etalnuclearstructuremodelonnuclearstoppinginheavy－ioncollisionsatintermediateenergiesarestudiedbyusingisospin－dependentquantummoleculardynamics(IQMD)model.ResearchshowsthatrangeformtheFermienergytothelargerenergyof 100 Mev/u, for bothsmallandlargemasssystem,nuclearstoppingisfoundtobestronglydependentonthenucleon－nucleoncrosssections,andweaklyondifferentdensitydistribution.ThisshowsthatnuclearstoppingcanbeusedasaprobetoextracttheinformationontheisospindependenceN－Ncrosssectionsandhasnorelationshipwithnuclearstructuremodels.     

动量相关作用对同位旋相关平均场的重要性

利用同位旋相关的量子分子动力学,通过原子核阻止研究了中能重离子碰撞中动量相关作用对于同位旋相关的平均场(对称势)的重要性.计算结果表明动量相关作用同时加强了原子核阻止对于对称势和核子–核子碰撞截面同位旋效应的灵敏性.但相对而言核子–核子碰撞截面对于原子核阻止的作用远大于对称势对于它的作用,等价于动量相关作用提高了原子核阻止对于核子–核子碰撞截面同位旋效应的灵敏性,而减弱了原子核阻止对于对称势的灵敏性.这样就把原子核阻止作为提取同位旋相关的核子–核子碰撞截面的一个探针.     

同位旋非对称核物质状态方程

为了确定同位旋非对称核物质状态方程,利用同位旋有关的量子分子动力学理论计算和寻找实验上对于中能重离子碰撞中核子-核子碰撞截面或者对称势非常灵敏的物理观测量——探针.结果发现了几种分别对于核子-核子碰撞截面或者对称势非常灵敏的物理观测量.并对这些探针的机理进行了仔细研究,对以上研究结果进行小结和讨论,并为今后继续深入研究工作提出展望. 关键词： 对称势 核子-核子碰撞截面 同位旋依赖性 机理     

中能重离子碰撞中的中子(质子)发射的同位旋效应

利用同位旋相关的量子分子动力学,对中能重离子碰撞过程中的中子和质子发射的同位旋效应进行了分析.计算结果表明在有动量相关作用条件下,在很宽的能量和碰撞参数范围内,缺中子碰撞系统的中子(质子)发射数强烈地依赖于同位旋相关的核子–核子碰撞截面,而较弱地依赖于对称势.在对丰中子碰撞系统的研究中,上述规律减弱.这样就可以通过实验上对缺中子碰撞系统的中子(质子)发射数的探测,来提取介质中同位旋相关核子–核子碰撞截面的知识.     

中子晕核引起核反应中的同位旋效应

利用同位旋相关的量子分子动力学(IQMD)对中子晕核，⁸He和¹⁰He引起核反应中重要的同位旋效应和松散的中子晕结构影响的平均特征进行了研究.因为IQMD中的互作用势和介质中核子-核子碰撞截面灵敏地依赖于碰撞系统的密度分布.而扩展的中子晕密度分布包含了中子晕核的同位旋效应和松散的中子晕结构的平均特征，从而将这些信息通过动力学碰撞带入到反应机理中. 为了清楚地鉴别中子晕核带入反应机理重要的同位旋效应和松散中子晕结构的影响，通过比较中子晕核和相等质量稳定弹核在相同入射道条件下，所得物理观测量之间的差别加以确定.计算结果确实发现具有初始晕核信息的中子扩展密度分布将重要的同位旋效应和松散中子晕结构带入到各种物理观测量中.例如与相等质量稳定相比，中子晕核的晕特征引起了原子核阻止的降低；并明显地增加了核子发射中子-质子比和同位旋分馏比. 关键词： 中子晕核 原子核阻止 核子发射中子-质子比 同位旋分馏比     

中能重离子碰撞中同位旋相关核子–核子碰撞截面的灵敏探针

基于重质量弹核(放射性核或稳定核)打轻质量靶核的逆运动学效应,即反应产物主要集中在小角度的优点,利用同位旋相关的量子分子动力学模型,探寻了对于中能重离子碰撞过程中同位旋效应灵敏的物理观测量.计算表明,在入射能量约大于80MeV/u能区,中等质量碎片多重性随发射带电粒子总数之间的演化是提取介质中同位旋相关的核子–核子碰撞截面的灵敏物理量.     

Dependence of flow observables in heavy-ion collisions on the symmetry energy and the in-medium nucleon-nucleon interaction

We employ a QMD transport model to study the influence of the isospin dependent part of the nuclear matter equation of state on the dynamics of heavy-ion collisions at intermediate energies. Parametrization of the in-medium dependence of the nucleon-nucleon elastic cross-sections, as predicted by microscopical models, are used. The sensitivity of flow observables to various parametrizations of the isospin dependent part of the equation of state (symmetry energy) is studied. The experimentally observed splitting of the elliptic flow values in Ru+Zr and Zr+Ru at incident energies of 400 MeV is shown to be due to, to an equal extent, density dependence of the microscopic nucleon-nucleon cross-section and symmetry energy.     

中能重离子碰撞中同位旋相关核子-核子碰撞截面和同位旋相关平均场的探针

在最近几年我们通过使用同位旋相关的量子分子动力学模型（IQMD）系统的研究了同位旋相关的平均场和介质中核子－核子（N－N）碰撞截面对中能重离子碰撞（HIC）中碎裂和耗散的同位旋效应。我们发现原子核阻R和Qzz，中等质量碎片多重性Nimf和质子（中子）发射数Np(Nn）敏感的依赖于介质中N－N碰撞截面的同位旋效应，而弱的依赖于同位旋相关的平均场（对称势），这些物理量作为提取相对高能范围缺中子系统的同位旋相关介质中N－N碰撞截面的探针。我们也可以通过相对低能区到150MeV/u的前平衡核子发射中质比来提取关于对称势的知识和讨论它的同位旋依赖性。     

碰撞参数的混杂效应及其对观测量的影响

基于改进型量子分子动力学（ImQMD）模型,讨论了中低能区重离子碰撞实验上利用多重数定义的中心碰撞和理论上利用固定碰撞参数定义的中心碰撞的差别及其影响。在束流能量为50 MeV/u时,发现两种方法得到的碎块电荷多重数分布、碎块的平均动能的结果的最大偏差约有50%。两种方法对于同位旋敏感观测量--并合不变的中子-质子产额比的影响在5%~15%之间。研究表明,利用中低能重离子碰撞精确获取核物质状态方程或者介质中核子-核子散射截面时,必须考虑碰撞参数混杂的效应。     

动量相关作用在原子核阻止作为探针中的重要性

最近的研究工作表明原子核阻止强烈地依赖于两核子碰撞截面而较弱的依赖同位旋相关的平均场 (对称势 ) .故原子核阻止可以作为提取介质中同位旋相关核子 -核子碰撞截面的探针 .详细的计算表明动量相关作用在提高原子核阻止对两体碰撞的敏感性和减弱对称对称势的敏感性中起了重要作用. The role of momentum dependence equation of state on the nuclear stoppings coming from the isospin dependence of nucleon-nucleon cross section (two-body dissipation ) and the isospin dependence of the mean field (one-body dissipation) are studied by using the isospin dependence quantum molecular dynamics. A detail studies indicate that the difference between the nuclear stoppings coming from the isospin dependence and the isospin independence of in-medium nucleon-nucleon...     

中能重离子碰撞中同位旋相关核子-核子碰撞截面和同位旋相关平均场的探针

在最近几年我们通过使用同位旋相关的量子分子动力学模型 (IQMD)系统的研究了同位旋相关的平均场和介质中核子 核子 (N N)碰撞截面对中能重离子碰撞 (HIC)中碎裂和耗散的同位旋效应。我们发现原子核阻止R和Qzz,中等质量碎片多重性Nimf和质子(中子 )发射数Np(Nn)敏感的依赖于介质中N N碰撞截面的同位旋效应 ,而弱的依赖于同位旋相关的平均场 (对称势 ) ,这些物理量作为提取相对高能范围缺中子系统的同位旋相关介质中N N碰撞截面的探针。我们也可以通过相对低能区到 1 5 0MeV/u的前平衡核子发射中质比来提取关于对称势的知识和讨论它的同位旋依赖性。     

核子碰撞截面的介质修正对多重碎裂的影响

利用同位旋相关的量子分子动力学模型研究了中能重离子碰撞过程中,同位旋相关的核子碰撞截面的介质修正对于多重碎裂的影响.结果表明:在包括动量相关作用在内的软势的情况下,介质修正明显地提高了自由核子的发射和中等质量碎片的多重性对于核子碰撞截面的同位旋依赖的敏感性.但对于原子核阻止敏感地依赖于核子碰撞截面的同位旋效应而不敏感地依赖于对称势的形式这一性质的影响并不明显,因此,原子核阻止对于核子碰撞截面的同位旋依赖的敏感性主要决定于自由核子碰撞截面的同位旋相关性.     

Neck fragmentation reaction mechanism

Based on a microscopic transport model, we study the origin of nonstatistical intermediate mass fragment (IMF) production in semicentral heavy ion collisions at the Fermi energies. We show that a fast, dynamical IMF formation process, the neck fragmentation mechanism, can explain the experimentally observed features: deviations from Viola systematics and anisotropic, narrow angular distributions. It may be regarded as the continuation of the multifragmentation mechanism towards intermediate impact parameters. Its relation to other dynamical mechanisms, the induced fission and the abrasion of the spectator zones, that can also contribute to mid-rapidity IMF production, is discussed. The dependence on beam energy and centrality of the collision is carefully analysed. The competition between volume and surface instabilities makes this mechanism very sensitive to the in-medium nucleon-nucleon interactions, from the cross sections for hard collisions to the compressibility and other equation of state (EOS) properties.

For charge asymmetric collisions the sensitivity of various observables to the symmetry energy is investigated. Of particular interest appears the isospin diffusion dynamics with no signal of isospin equilibration. However, in spite of the short time scales and of the dynamical aspects, we notice isoscaling features of the neck mechanism. We observe that isospin enrichment of the neck zone as well as the isoscaling parameters are sensitive to the density dependence of asymmetry term of EOS around and below saturation value.     

Isospin effect of the in-medium nucleon-nucleon cross section in excited nuclear reactions

Using relativistic mean field theory, the neutron and the proton density distribution of ⁵⁶Ni nuclei could be obtained in the ground state and the excited state. Based on the framework of the quantum molecular dynamics model, the ⁵⁶Ni nuclei have been simulated in ground state and in the neutron or proton excited state. We then used the three different states of ⁵⁶Ni to collide with the ⁵⁶Ni in the ground state. To discuss the evolution of the nuclear stopping in different reactions, two kinds of different excited nuclear reactions were studied at different reaction energies and at different impact parameters. Studies have shown that the nuclear stopping of an excited nuclear reaction is sensitive to the isospin-dependent in-medium nucleon-nucleon cross section, compared with the response value of the ground state nuclear reaction. So, it is better for the excited nuclei to extract the isospin dependence of nucleon-nucleon cross section information.