核子结构

本文介绍了半个世纪来核子结构研究的重要进展，着重介绍了近十年来轻子核子极化深度非弹散射实验导致的有关核子自旋、磁矩结构的新进展，还介绍了当前核子结构研究中的一些重要问题。     

核反应总截面和奇异结构研究

本总结了晕和皮等奇异核子结构研究的现状,介绍了发现晕和皮现象的实验证据。然后集中介绍了利用奇异核反应总截面的实验测量和理论模型,从中提取奇异核物质半径,核内核子分布以及介质中的核子－核子碰撞截面等重要信息,我们将特别强调通过实验测量和理论模型之间的联系来研究奇异结构性质。     

核反应总截面和奇异结构研究

本文总结了晕和皮等奇异核子结构研究的现状 ,介绍了发现晕和皮现象的实验证据。然后集中介绍了利用奇异核反应总截面的实验测量和理论模型 ,从中提取奇异核物质半径、核内核子分布以及介质中的核子 核子碰撞截面等重要信息 ,我们将特别强调通过实验测量和理论模型之间的联系来研究奇异结构性质。     

核子结构研究半世纪

评述了近半个世纪来核子结构研究的主要进展,着重评述了近十年来用极化轻子深度非弹散射研究核子自旋、磁矩结构的进展.也还评述了当前核子结构研究中的重要问题. The essential developments of the nucleon structure studies in the last half century are reviewed. The nucleon spin and magnetic moment structure studies with the polarized lepton nucleon deep inelastic scattering in the recent years are specially analyzed. The important topics in the contamporary studies of the nucleon structure is discussed.     

电子-离子对撞机上开展核子及其激发态研究的建议

核子及其激发态性质研究一直是中高能核物理的一个重要研究领域。然而,到目前为止,对核子及其激发态内部结构的了解还处在初级阶段。首先介绍了核子及其激发态研究现状,指出了三夸克模型在描述核子特别是核子激发态内部结构方面存在很大的缺陷。为解决传统三夸克模型的不足,有一种新的观点认为虽然独立的五夸克态不存在,但是核子及其共振态中存在可观的五夸克激发。这种五夸克图像提供了一个描述核子内部结构的新见解,给出了与经典三夸克图像相当不同的核子激发态谱预言,还有待实验检验。目前国内外正在论证的电子–离子对撞机(EIC)将是研究核子结构下一代最重要的加速器装置,被视为"超级电子显微镜"。由于EIC有较高的能量和亮度,特别是低本底等优势,可以开展核子及其激发态性质的研究以及新强子态研究。     

关于核子的电形状因子

近年来,核子结构的问题引起了人们极大的兴趣。目前一般都认为核子外围为π介子云所环绕(P波为主),中心情况则不清楚,泡利(Pauli),Dancoff曾试图用强耦合介子理论来解决核子反常磁矩的问题,他们认为,核子是裸核子与外围介子云所组成的系统。把裸核子处理成一个一定分布的核源,而对介子云以场论处理。由于通常的微扰论不能应用,他们采取了一系列的变换,而把哈密顿量按耦合常数的倒数展开。随后,Pais和Serber进行了更一般的变换,其结果可利用来解决核子结构问题。Morita曾用这     

核子自旋结构的实验研究进展

本文主要介绍对核子纵向自旋结构函数的实验研究进展。首先简要介绍核子自旋结构的部分理论模型,包括朴素的部份子模型和QCD中的夸克–部份子模型,同时简要介绍标度律和标度律的破坏及其原因;接着介绍实验研究的理论基础,包括弱作用和轻子–核子的深度非弹散射中轴流的作用和几个关于核子自旋结构的求和规则和它们的QCD修正;且简要介绍深度非弹散射实验的研究方法,包括单举测量、半单举和遍举测量。最后,详细介绍实验研究进展,包括对质子和中子的纵向自旋结构函数的测量,国际上几个主要实验室在不同的能量下,在用不同的靶、不同的束流对不同范围的Bjorken变量x和不同的四动量转移范围Q2下的实验、特点及其结果。最后简略介绍了我国实验物理工作者在该领域的国际合作组的部分工作。     

核势和核子有效质量的同位旋相关性

在Dirac Brueckner Hartree-Fock (DBHF)理论框架下研究了核子光学势和核子有效质量的同位旋相关性. 非对称核物质的计算采用了DBHF的核子自能的Dirac结构的新的分解方法, 核子自能的实部是用G矩阵在Hartree-Fock近似下计算得到, 而虚部从极化图得到. 用核子的薛定谔等价势可以得到核子矢量有效质量. 研究表明考虑了核势的能量相关性在丰中子核物质情况下核子矢量有效质量比质子的大.     

晕核反应总截面和密度分布

利用考虑了量子修正、库仑修正、核子–核子碰撞同位旋效应和假定有效原子核密度分布后得到的改进的Glauber理论,计算了晕核与稳定核反应总截面,研究了晕核结构对反应总截面的影响.结果发现对于¹¹Be,¹⁴Be和¹¹Li等入射核,必须考虑它们的晕核结构和利用自由的核子–核子碰撞截面才能得到与实验符合的反应截面,并可依据反应总截面来确定晕核的密度分布和均方半径等信息.     

核子中奇异夸克分布不对称性与轻味夸克碎裂效应

核子中奇异－反奇异夸克分布的不对称性是核子结构研究中的重要非微扰效应, 然而至今未被实验所直接检验.为了探讨测量这种奇异分布不对称性的有效方法,考察了轻味夸克碎裂效应对测量奇异分布不对称性的影响.建议通过直接测量高能中微子和反中微子的带电流深度非弹散射中的带电和中性D介子的微分截面来测量奇异分布的不对称性.这种方法能够使奇异分布不对称性与轻味夸克碎裂的效应相分离.     

中国极化电子离子对撞机探测器设计

核子是构成宇宙可见物质的最主要成分,也是研究强相互作用的最佳实验室。对核子内部结构的研究是当前理论和实验研究的重要前沿。在核子内部结构的实验研究中,电子- 离子对撞机(Electron Ion Collider, EIC)是最理想的装置,能提供核子内部最清晰的图像,是人类认识物质世界深层次结构,特别是核子与原子核结构最理想的工具。中国极化电子离子对撞机EicC项目,设想在已开建的HIAF 高能离子束的基础上进行升级:将离子束流升级成15~20 GeV 的极化束流,建设3~5 GeV 高能极化电子束流,实现质心系能量为10~20 GeV双极化电子- 离子对撞,在海夸克能区对核子内部结构进行精细测量,并对质子质量、奇特强子态等诸多重要物理课题展开研究。在本文中,我们开发了EicC 快模拟软件,对探测器性能进行参数化模拟;通过物理模拟汇集EicC探测需求,利用探测器模拟软件进行优化并提出EicC 探测器谱仪的初步设计方案。该谱仪方案提供了接近全立体角的覆盖范围和大动量范围内的粒子鉴别能力,兼顾EicC项目丰富的物理课题。     

核子白旋结构的实验研究进展

本文主要介绍对核子纵向自旋结构函数的实验研究进展。首先简要介绍核子自旋结构的部分理论模型,包括朴素的部份子模型和QCD中的夸克一部份子模型,同时简要介绍标度律和标度律的破坏及其原因;接着介绍实验研究的理论基础,包括弱作用和轻子一核子的深度非弹散射中轴流的作用和几个关于核子自旋结构的求和规则和它们的QCD修正;且简要介绍深度非弹散射实验的研究方法,包括单举测量、半单举和遍举测量。最后,详细介绍实验研究进展,包括对质子和。中子的纵向自旋结构函数的测量,国际上几个主要实验室在不同的能量下,在用不同的靶、不同的束流对不同范围的Bjorken变量x和不同的四动量转移范围Q2下的实验、特点及其结果。最后简略介绍了我国实验物理工作者在该领域的国际合作组的部分工作。     

中能重离子碰撞中的自旋效应(英文)

详细介绍并深化了在IBUU输运模型中引入核子的自旋轨道相互作用及其自旋自由度来研究重离子反应的工作。虽然自旋相关的平均场势中时间反演对称项与时间反演不对称项的贡献相反,但依然观察到体系存在局域自旋极化。发现最终的结果由时间反演不对称项决定,可以利用重离子碰撞中自旋向上核子与自旋向下核子的横向差分流来研究介质中自旋轨道相互作用的性质,包括其强度、密度依赖性和同位旋依赖性,而且即使在小体系下该差分流依然不失为自旋轨道相互作用的良好探针。     

氘核削裂反应理论研究及其进展

氘核削裂反应作为单核子转移反应的一种,在原子核的单粒子结构研究中一直起着重要的作用.同时,作为典型的三体核反应,它也是直接核反应理论研究的一个重要研究对象.本文简述了氘核削裂反应的研究历史,侧重介绍其反应理论的演进,以及平面波玻恩近似(Plane Wave Born Approximation,PWBA)、扭曲波玻恩近...     

核力研究新进展及前沿问题

首先简述核子-核子(NN)相互作用研究的历史发展。然后着重讨论近1/4世纪以来,核力的介子交换模型和各种夸克模型取得的新成就。同时介绍一些所谓高精度现实NN势,从这些"高精度NN势"出发可以计算的核少体系统己超过A=12。特别指出了近十余年来人们以相当大的努力在有效场论框架下建立核物理与QCD的联系。沿此方向的工作也取得骄人成果:己可由手征微扰论推导出满意的模型无关NN势。利用低能到中高能核子探针,人们今天对核子-核子相互作用已了解到什么程度?还有哪些需要研究的问题。尝试回答这些问题是本文的目的。     

解决光子核子耦合之谜

1 早期探索 19世纪末放射性的发现打开了微观世界的大门.彼时,核物理学家借助天然射线轰击标靶来探索物质内部的结构.今天人们已经知道核子(质子和中子统称核子)是自然界一切可见物质的主要组分.然而核子的基本性质仍有许多问题未被完全理解.从整体角度看,质子携带一个正电荷而中子没有.如果深入到核子内部,又如何理解质子和中子之...     

基于色散光学模型的40Ca核子散射数据计算

对钙同位素核数据的研究具有重要的理论价值和应用前景,其中⁴⁰Ca作为天然钙最主要的同位素,是一种重要的材料核素.本文采用色散光学模型对球形核⁴⁰Ca的核子弹性散射数据进行计算.通过考虑色散光学模型势中实部势的非定域性以及虚部势的壳间隙结构,实现了对⁴⁰Ca相关核子散射数据的良好描述,其中包括中子总截面、核子弹性散射角分布以及分析本领.此外,本文计算了色散光学模型势的实部体积分,其随能量的变化图像在费米能附近出现了明显的色散峰结构.     

核力研究新进展及前沿问题

首先简述核子一核子(NN)相互作用研究的历史发展.然后着重讨论近1/4世纪以来,核力的介子交换模型和各种夸克模型取得的新成就.同时介绍一些所谓高精度现实NN势,从这些"高精度NN势"出发可以计算的核少体系统己超过A=12.特别指出了近十余年来人们以相当大的努力在有效场论框架下建立核物理与QCD的联系.沿此方向的工作也取得骄人成果:已可由手征微扰论推导出满意的模型无关NN势.利用低能到中高能核子探针,人们今天对核子-核子相互作用已了解到什么程度?还有哪些需要研究的问题.尝试回答这些问题是本文的目的.     

用激光测量单个晕核半径

原子核内中子、质子的密度分布是决定核势、单粒子轨道等核性质的重要物理量.核子密度分布的实验和理论研究提供了重要而基础的核结构知识.     

基于手征微扰理论构建相对论重子-重子相互作用(英文)

介绍了两个近期基于协变手征微扰理论构建领头阶核子-核子和超子-核子相互作用的工作。理论中未知的低能常数通过拟合核子-核子和超子-核子散射实验数据确定。分析发现,在对散射数据的描述上,领头阶相对论手征力可以媲美次领头阶非相对论手征核力。研究表明,构建相对论手征重子-重子相互作用技术上是可行的。得到的相互作用不仅可以为相对论核结构及反应研究提供重要的理论输入,而且可以进一步加深对低能强相互作用的认识。In this paper, we report on two recent studies of relativistic nucleon-nucleon and hyperonnucleon interactions in covariant chiral perturbation theory, where they are constructed up to leading order. The relevant unknown low energy constants are fixed by fitting to the nucleon-nucleon and hyperon-nucleon scattering data. It is shown that these interactions can describe the scattering data with a quality similar to their next-to-leading order non-relativistic counterparts. These studies show that it is technically feasible to construct relativist baryon-baryon interactions, and in addition, after further refinements, these interactions may provide important inputs to ab initio relativistic nuclear structure and reaction studies and help improve our understanding of low energy strong interactions.