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。     

中能重离子碰撞中前平衡核子发射的同位旋效应

利用同位旋相关的输运理论,研究了中能重离子碰撞中丰中子和缺中子碰撞系统在较宽能区范围内前平衡发射核子的同位旋效应.结果表明除低能区外,在100MeV/u以上核子–核子碰撞动力学效应起主要作用的能区,前平衡发射的中子–质子比仍然对介质中核子–核子碰撞截面的同位旋效应不灵敏,然而对于对称势的改变非常灵敏.故从低能量到较高能量的较大能区内,前平衡发射的中子–质子比的理论值与实验值的比较是提取对称势形式和强度的灵敏探针.     

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.     

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.     

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.     

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.     

中能重离子碰撞中同位旋相关核子–核子碰撞截面的可能观测量

利用同位旋相关的量子分子动力学研究和寻找提取中能重离子碰撞多重碎裂中同位旋相关核子–核子碰撞截面的可能观测量.计算结果表明,在多重碎裂过程中中等质量碎片多重性与带电粒子总数之间的关联是在所选能区提取介质中同位旋相关核子–核子碰撞截面的灵敏观察量.应用重质量弹核打轻质量靶核具有反应产物向前角发射这一逆反应效应,可以在有限探测器条件下与实验相结合提取介质中同位旋相关的核子–核子碰撞截面.     

核子-核子碰撞截面对同位素标度参数α的同位旋效应

对两对重离子中心碰撞系统40C 40ca和60ca 40Ca以及112Sn 112Sn和124Sn 124Sn反应中就同位素标度参数n对于核子一核子碰撞截面的同位旋效应进行了研究.计算结果表明a对同位旋相关核子.核子碰撞截面amedNN(am)相对于同位旋无关核子一核子碰撞截面口aNN(am)的同位旋效应很明显,然而a对amedNN(am)相对于同化旋无关核子-核子碰撞截面a2nn(am)的同位旋效应是较小的.对以上两种条件下a同位旋效应的机理进行了仔细研究.     

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.     

中能重离子碰撞中同位旋效应的灵敏探针

在重离子碰撞过程中, 基于重质量的弹核轰击轻质量靶核有大量中等质量碎片向前发射的逆运动学效应, 利用同位旋相关的量子分子动力学观察和研究了重离子碰撞过程中同位旋效应的灵敏性． 计算结果表明在所选能区, 中等质量碎片的多重性与带电粒子总数之间的关联是提取介质中核子 核子碰撞截面的灵敏观测量, 而此时对称势的同位旋效应却不明显． Based on the revers kinetic intermediate energy heavy ion collision in which much more intermediate mass fragments are emitted towards forward angles, a sensitive observable on isospin effects in heavy ion collisions is investigated by means of using isospin dependent quantum molecular dynamics (IQMD). The calculation results show that the correlation between the multiplicity of intermediate mass fragments N IMF and total number of charged particles N c is...     

中能重离子碰撞中同位旋分馏的同位旋效应

基于改进的同位旋相关量子分子动力学模型,研究了中能重离子碰撞中同位旋分馏强度(N/Z)_气(N/Z)_液随着碰撞系统中子–质子比和碰撞参数的变化所呈现出的同位旋效应,得到了一些有兴趣的结果.如在碰撞系统质量、入射能量和碰撞参数固定的条件下,(N/Z)_气(N/Z)_液随碰撞系统中子–质子比的增加而增加.对于丰中子系统而言,(N/Z)_气(N/Z)_液灵敏地依赖于对称势而较弱地依赖于核子–核子碰撞截面;而缺中子系统,(N/Z)_气(N/Z)_液对于对称势和介质中核子–核子碰撞截面都不灵敏.对于造成这种现象的物理机制进行了分析和讨论.一般核反应中,碰撞参数是各种物理观测量的灵敏函数,但计算结果表明同位旋分馏强度对于碰撞参数并不灵敏,故对于丰中子系统而言,同位旋分馏强度是提取对称势知识的灵敏物理观测量.     

重离子反应中核子前平衡发射的同位旋效应

考虑了同位旋相关的对称能、库仑能及核子—核子碰撞截面,对反应⁴⁰Ar+⁴⁰Ar(E=25MeV/u,b=0)进行了量子分子动力学模拟,讨论了同位旋效应对核子发射的影响.观察到前平衡发射的中子和质子的比率大于反应系统的中质比,发现对称能有利于中子的发射而阻碍质子的发射,而同位旋相关的核子—核子碰撞截面对中子和质子的发射都有利,但似乎更有利于质子的发射.     

重离子反应中核子前平衡发射的同位旋效应

考虑了同位旋相关的对称能、库仑能及核子—核子碰撞截面，对反应４０Ａｒ＋４０Ａｒ（Ｅ＝２５ＭｅＶ／ｕ，ｂ＝０）进行了量子分子动力学模拟，讨论了同位旋效应对核子发射的影响．观察到前平衡发射的中子和质子的比率大于反应系统的中质比，发现对称能有利于中子的发射而阻碍质子的发射，而同位旋相关的核子—核子碰撞截面对中子和质子的发射都有利，但似乎更有利于质子的发射。     

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.     

同位旋相关的核子碰撞截面的不同形式与核子的集体流

在详细比较同位旋相关的核子-核子碰撞截面的几种常用形式的基础上,利用IBUU模型, 分别对具有相同质量的⁶⁰Ca+⁶⁰Ca和⁶⁰Ni+⁶⁰Ni的中能重离子碰撞进行了模拟计算,定量地分析了碰撞过程中不同形式的同位旋相关的核子-核子碰撞截面对于核子的快度分布和集体流的影响.结果显示: 不同形式的核子碰撞截面,可以给出相差较大的核子的快度分布和横向流, 但在同一种截面形式下,对称势的变化对横向流的影响较小.这表明在新的动量相关的对称势下, 中能重离子碰撞中集体流对于截面的敏感性依然成立;同时表明,在相同的碰撞截面和对称势形式下, 当入射能量在平衡能附近时,入射粒子的中质比对核子在平面流的影响较大,反之,影响较小.     

用中子晕弹核探寻同位旋非对称核物质状态方程

总结和评述了用中子晕弹核探寻同位旋非对称核物质状态方程。在具有同位旋和动量依赖的同位旋相关量子分子动力学框架内,采用对比中子晕弹核和相等质量稳定弹核在完全相同入射道条件下物理观测量的差别,来突出中子晕核明显的同位旋效应和加强物理观测量对于同位旋的灵敏性,从而提取核物质状态方程。例如,与稳定弹核碰撞系统相比,中子晕弹核明显提高了发射核子的中子-质子比和增加了它对于对称势的灵敏性,这两点特征非常有利于提取对称势。同样,由于中子晕弹核碰撞系统在低能区（E〈60MeV）由于内部松散结构减弱了核子碰撞力度和动量耗散,与稳定核碰撞系统相比,明显提高了原子核阻止;而在高能区由于两体碰撞同位旋效应的增加,从而明显提高了原子核阻止。利用这些特征可以提取核子-核子碰撞截面的介质效应和同位旋依赖性。     

重离子碰撞中同位旋分馏对碰撞系统同位旋的依赖性

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分馏现象及其对于碰撞系统同位旋的依赖性.计算结果表明:在碰撞系统膨胀的低密度区, 气相(发射核子)与液相(碎片)的中子-质子比出现不均等分配现象,即同位旋分馏. 同位旋分馏的强弱明显地依赖于碰撞系统的中子-质子比,其强度随着系统中子-质子比的增大而增大. 丰中子碰撞系统产生丰中子的气相和缺中子的液相,而缺中子碰撞系统产生缺中子的气相和丰中子的液相.在丰中子的碰撞系统中同位旋分馏强度敏感地依赖于对称势,而对于两体碰撞的同位旋效应并不敏感，但对于缺中子的碰撞系统,同位旋分馏强度对于对称势不敏感， 同时发现动量相关作用对于同位旋分馏过程的作用不明显. 关键词： 中能重离子碰撞 同位旋分馏 同位旋效应 对称势     

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.     

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同位旋分馏过程

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中同位旋分馏过程.研究结果表明自由粒子中质比与碎片中质比的比值即同位旋分馏强度灵敏地依赖于对称势,而对同位旋相关核子–核子碰撞截面的依赖很弱.同位旋分馏对对称势的灵敏主要来自于气相部分,而液相部分对对称势不够灵敏.气相部分灵敏地依赖于对称势是直接造成同位旋分馏强度对对称势灵敏的主要原因.同时还讨论了各种液相部分的取法,其结果表明不同取法对以上结论的影响不大.因此理论结果与实验数据可以直接比较从而提取对称势的知识.并对引发同位旋分馏的动力学的起因进行了分析和讨论.