原子核和强相互作用物质的相变

简要介绍原子核的单粒子运动相与集体运动相, 讨论并介绍集体运动中的振动、轴对称定轴转动和不定轴转动的相结构以及由核子数和角动量驱动的这些相之间的相变的研究现状,同时还简单介绍关于原子核的液气相变和强相互作用物质的退禁闭及手征相变的研究现状.     

182Os核yrast带结构SU(3)→U(5)→SU(3)形状相变的有序性研究

对于发生在同一个原子核中的转动诱导发生基准态结构的量子相变,可以理解为一种从高有序激发模式向着低有序激发模式的演化：被布居到高角动量态的高有序激发核,以E2跃迁的方式先行退耦到yrast带,再退耦到共存区(或临界点)时释放了有序的结构能,诱发价核子对耦合强度改变,重新组合出低有序的激发模式基准态,实现了基准态结构的过渡.对核量子相变的这种描述,与朗道经典热相变理论之间有了某些相似的术语和物理内涵.本文把这种理解推广到了相继的二次相变中.以¹⁸²Os 核为例作了说明,并展 关键词： 量子相变 基态结构演化 F_max方案')" href="#">微观sdIBM-F_max方案 182Os核')" href="#">¹⁸²Os核     

转动诱发原字核量子相变的一种可能途径

基于微观IBM理论，提出转动诱导出玻色子量子相变的一种可能途径：一旦原子核在受到高能激发或作快速旋转时，假如外界提供的能量足以使玻色子完成拆对顺排，则核处于集体相与单粒子态的共存相，其特征是出现较密集的能谱；假如能量不足以完成拆对或顺排，可能发生两种情况之一，当核旋转达到某个临界转动频率ωc时，或者一个高角动量的玻色子脱离“集体”而“游离”出来，或者发生一个高角动量的玻色子转变为一个低角动量的玻色子，核仍旧处于集体相；均会伴随出现光辐射，产生基态带的一条能级——相变信号．正是这类玻色子相变导致了原子核的量子相变．本物理图像统一了玻色子拆对顺排相变和退耦释放光子相变的描述．以100^Pd核的141^＋，142^＋和143^＋态的产生机理为例，对模型作了仔细说明．     

集体运动态中的辛弱数混合

在由S和D核子关联对构成的原子核集体运动态中,存在由辛弱数混合造成的伪态成份. 给出了计算这种伪态成份的公式,并进行计算和讨论.     

关于原子核独立粒子结构的力学基础

本文讨论了原子核独立粒子结构的力学基础问题,指出独立粒子运动的基本因素是体积效应。满壳层附近的每一个核子因为和满壳层内其他核子相互作用的结果,将使周围核物质极化,而在它自己周围形成核子云,因而这个核子的磁矩,有效电荷等将发生一定的变化。但是因为角动量和宇称守恒的关系,这个带有极化核子云的核子的角动量和宇称将不会改变。在原子核内两个核子发生碰撞的几率与原子核体积Ω成反比,三个核子发生碰撞的几率与Ω²成反比,依次类推。这样我们就证明了为什么利用耦合理论计算原子核能级是正确的。并且也证明了壳模型指出的每个核子的角动量和宇称也是正确的。但是我们不能用壳模型波函数来计算原子核的磁矩和跃迁几率。     

自旋极化的同位旋非对称核物质性质

利用Skyrme有效相互作用,采用核子–核子相互作用参数SKM*和SⅢ对自旋极化的同位旋非对称核物质的特性和状态方程进行了研究,讨论了非对称核物质的磁化率随密度的变化关系及其同位旋依赖性.结果表明:在Skyrme Hartree Fock框架内,同位旋非对称核物质会发生从非极化态到极化态的相变,而且发生相变的临界密度随同位旋非对称度增大而降低.另外,还与微观BHF(Brueckner Hartree Fock)的理论预言进行了比较和讨论.     

转动诱发原子核量子相变的一种可能途径

基于微观IBM理论,提出转动诱导出玻色子量子相变的一种可能途径:一旦原子核在受到高能激发或作快速旋转时,假如外界提供的能量足以使玻色子完成拆对顺排,则核处于集体相与单粒子态的共存相,其特征是出现较密集的能谱;假如能量不足以完成拆对或顺排,可能发生两种情况之一,当核旋转达到某个临界转动频率ω_c时,或者一个高角动量的玻色子脱离“集体”而“游离”出来,或者发生一个高角动量的玻色子转变为一个低角动量的玻色子,核仍旧处于集体相;均会伴随出现光辐射,产生基态带的一条能级——相变信号.正是这类玻色子相变导致了原子核的量子相变.本物理图像统一了玻色子拆对顺排相变和退耦释放光子相变的描述.以¹⁰⁰Pd核的14⁺₁,14⁺₂和14⁺₃态的产生机理为例,对模型作了仔细说明.     

重离子反应中角动量转移机制进一步探索

本文讨论了经典动力学研究重离子反应角动量转移机制的困难, 并根据长期研究原子核转动的概念, 将转移到靶核与炮弹上的角动量I区分为集体转动I_R和内部核子重排I_j两类角动量.     

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.     

102Ru核振动到转动演化的微观研究

基于微观sdIBM-2方案和实验单粒子能量值,在最普遍的哈密顿量下,用两组不同的核子.核子等效相互作用参数,分别很好地再现了102Ru核的振动带能谱和转动带能谱及其演化过程.微观和唯象的研究指认:1)这两种激发模式的共存区是能态81 -121 (即Ex=2.500-4.000 MeV);态81 是振动模式占据优势的能态,态121 是转动模式占据优势的能态,而状态101 则是两种模式的中立能态;2)态121 是141 态退耦到态101 辐射光子相变后的中间能态;3)从基态起直到201 态的yrast态全都是集体态,而以后出现的第一个拆对顺排态很可能就是中子h11/2的两准粒子态;4)这种结构的过渡不是很剧烈的,而是通过玻色子结构常数在过渡区中不大的改变来实现的.     

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.     

核结构效应对重离子阻尼碰撞中核子交换过程的影响

本文基于核子交换模型,其中包括不同原子核之间的核子交换和同一个原子核内的粒子空穴激发,同时考虑了能量自由度与质量自由度之间的耦合.目的是研究原子核碰撞中形状的动力学变化过程特别是颈自由度和原子核的壳层结构对于核子交换过程以致对于碎片质量和电荷的一次矩,二次矩,中子质子关联函数以及能量耗散影响.并将计算结果与实验数据进行了比较和讨论.     

核结构研究的几个里程碑与中国核结构研究20年

原子核物理学已成为人类社会发展中不可或缺的重要组成部分. 人们对于核结构的认识, 有如下几个里程碑: 原子核的发现, 原子核的组成及其粗块性质, 原子核壳结构, 形变与集体运动(转动与振动), 对关联与超导性, 高自旋态, 奇异变形核态, 奇特原子核, 超重原子核等. 经过几代人的努力, 中国的原子核结构研究也经历了从无到有、从弱到强的发展历程. 特别是近二十年以来, 中国核结构领域在人才培养、学科地位、文章发表、学术会议等国际舞台都有一席之地, 做出了一些原创性的成果. 本文将扼要介绍20年来中国核结构研究的成果.     

核子-核子短程关联对x>1区域原子核结构函数的影响

利用Jastrow关联波函数,重新讨论了核子-核子短程关联对原子核结构函数的作用,发现在选用正确的单粒子能量和包括核子间短程对关联效应在内的核子动量密度分布以后,并不能解释原子核结果函数在x>1区域的实验数据.     

核子-核子短程关联对x>1区域原子核结构函数的影响

利用Jastrow关联波函数,重新讨论了核子-核子短程关联对原子核结构函数的作用,发现在选用正确的单粒子能量和包括核子间短程对关联效应在内的核内核子动量密度分布以后,并不能解释原子核结构函数在x>1区域的实验数据.     

76Sr核yrast带结构演化的微观研究

对于发生在同一个原子核中的、从一种高有序激发模式向着另一种低有序激发模式演化的机理和物理图像,提出了一种新的理解：被布居到高角动量态的高有序激发核,以E₂跃迁方式先行退耦到yrast带,再退耦到共存区时释放了结构能,诱发价核子对耦合强度改变,重新组合出低有序的激发模式基准态,实现了基准态结构的过渡.从微观上看,这是一种既温和而又平稳的转变.并以⁷⁶Sr核为例作了深入阐述. 关键词： 量子相变 yrast带结构演化 微观sdIBM-2方案 76Sr核')" href="#">⁷⁶Sr核     

清华大学物理系原子核物理研究的新进展

在清华大学物理系成立80周年之际,对近年来清华大学物理系原子核物理研究的主要进展情况作一介绍,包括原子核高自旋态的实验研究,原子核结构的理论研究,高能核物理的理论研究.在高自旋态研究方面,内容包括在A～100丰中子核区核的集体振动转动带结构、新的准粒子带特性、新手征二重带等特性研究;在A～140丰中子核区核的八极形变及八级关联等特性研究;在A～130缺中子核区核的形状驱动效应,包括扁椭形变带、形状共存等特性研究.在原子核结构理论研究方面,内容包括用相互作用玻色子模型、推转壳模型、投影壳模型以及相对论平均场对原子核特性的研究;对原子核结构或其他量子系统的各种对称性和代数方法的研究,如动力学对称性、超对称性、势代数方法等;与对称性紧密联系的普通李代数和非线性李代数的表示,如普通李代数、李超代数、平方根型非线性李代数、多项式型非线性李代数等.在高能核物理研究方面,内容主要包括量子色动力学（QCD）在高温高密条件下的相变以及在相对论重离子碰撞中相变信号的研究.     

呼吸模式和原子核的可压缩性

一、核物理中第一个仿生模式 原子核的呼吸模式又称巨单极共振(GMR),是迄今为止核物理上唯一的仿生模式.这个模式阐明了原子核的一个重要性质:原子核是可压缩的.除了核子数A极少的原子核目前尚未观察到可压缩性之外,对核素表上几乎所有的原子核,只要给它的激发能Ex达到56A-1/3-92A-1/3MeV,不同核子数A的原子核部会被激发起巨单极共振.这是一种保持原子核球面不发生畸变,收缩和膨胀交替更换的集体振动.由于这样的振动很象动物的呼吸,因而得了个仿生名字──呼吸模式.动物在呼吸时,胸腔必然有扩大和缩小的变化.与之相似,原子核在“呼吸”…     

原子核阻止是核子–核子碰撞截面的可能探针

利用同位旋相关的输运理论,研究了不同中子–质子比的碰撞系统在中能重离子碰撞过程中,原子核阻止的同位旋效应及其对束流能量和碰撞参数的依赖性.计算表明对于所研究的4个碰撞系统,在从费米能附近到大约150MeV/u的较宽入射能量范围内,近心碰撞的原子核阻止强烈地依赖于核子–核子碰撞截面的同位旋相关性,而对称势对它的影响并不明显.故原子核阻止是提取介质中核子–核子碰撞截面的灵敏探针.研究还表明动量相关势对原子核阻止的重要作用是不可忽略的.     

关于引入拆对几率概念探索原子核高自旋态

根据原子核转动系统中科氏力反对对力和转动重排,本文提出了拆对几率的物理概念探索原子核高自旋态.我们认为,拆对过程是从渐变到突变又到渐变的过程.按照拆对几率 P_I 的概念和粒子加转子模型,可以得到原子核的转动能谱公式?用这个公式计算了五十多个原子核的能谱,计算结果与实验值满意符合,并能再现出实验上观察到的?_eff～ω_eff²图的各种反弯现象.