电子散射和原子核的电荷分布

一、电子——揭开原子核秘密的 有力探针 核的大小与形状是怎样的?核内电荷又是如何分布的?…….为了得到解答,可以向核上发射一些试探粒子,观察这些粒子与原子核之间所发生的各种现象.但是,只有当试探粒子的波长与核的大小同数量级或更小一些时,才能通过散射实验探索原子核的秘密.如果入射粒子的波长比被观测的原子核的尺寸大,这个原子核看起来就好象一个点粒子,无法显示其内部的结构.比较合适的“试探”粒子主要有中子、质子和电子.其中电子被认为是最理想的探针粒子,原因是它与核的作用主要是电磁相互作用,这是人们了解得最清楚的一种力…     

今日国外物理

 1 英、澳学者创原子核形状研究新方法据澳大利亚《实验室新闻》报道,英国尼尔·罗利博士提出用相对简单的实验数据确定原子核形状的可能性,改变入射原子核的能量,测量核合成(聚变)的概率的变化.澳大利亚学者杰克·利博士在其学生简星伟协助下,用韦纳滤波器进行这一实验,发现轰击1平方毫米靶区时,只有百万分之一的入射粒子能够进行合成,大多数被散射掉,散射粒子的强度妨碍检测器的正常工作.他们采用球形氧原子核作为入射原子核,其他一系列原子核作为靶,进行了大量测量,获得十分满意的结果.     

关于中微子的电磁形状因子的测定

近年来高能电子在核上的散射直接肯定了核子具有一定的结构,实验并已较好地测出了质子和中子的电磁形状因子。但是,轻粒子的形状因子还没有测定。在轻粒子中,中微子的形状因子又是一个很有兴趣的问题。由于中微子只参与弱相互作用,所以对它的结构因子的理论分析可能较为简单。我们在工作中曾经指出,通过和电子(或μ介子)的弱相互作用,中微子将具有一定的电磁形状因子。初看起来,通过中微子v_e在电子上的散射,可以测定中微子的电磁形状因子。但是事实上,因为v_e和电子有一级的弱相互     

最大变形的核锶-76

原子核的形状是其看似简单的微观性质 ,然而却是很难测量的 .一般说来质子与中子都处于满壳层的核是球形的 .满壳层外增加几个质子或中子时 ,核将发生形变 .较轻的N =Z的核 ,如He - 4、C - 12、O - 16和Ca -4 0是相当稳定的 ,也是地球上 ,特别是生命物质中 ,最重要的一些核素 .     

电子和原子核散射研究原子核结构

本文综述了近年来我们组利用电子散射结合相对论平均场模型对奇特核结构的研究.我们发展了相对论平均场框架下的磁电子散射方法,并用其研究一些中子晕及质子晕核的基态组态,例如,23O,17,29C和23Al.研究发现,原子核不同组态的弹性磁形状因子彼此差别很大.其次,我们发展了相对论平均场框架下的弹性库伦电子散射方法,并用该方法研究了奇特核的电荷分布.研究发现,丰质子核中扩展的电荷密度分布可以通过库伦电子散射来测量.这种方法还被进一步推广用于计算弹性宇称不守恒电子散射,研究了一些典型原子核的中子密度分布,例如,Ca同位素链,N=50同中子素链以及N=Z的双幻核.结果表明,宇称不守恒非对称度的振幅主要由质子和中子形状因子极小值之间的距离决定.这些结果为下一代电子-核对撞机上的电子散射实验提供了有用的参考.     

吴健雄教授科学实验的启发

吴健雄教授是一位杰出的实验物理学家,做过许多精彩的物理实验。这里简单介绍她做过的六个物理实验,并且谈谈这些实验的启发。1第一个实验———β衰变电子能谱形状的实验[1]20世纪30年代,吴健雄开始了她的实验研究。早在30年代末到40年代中期,她就在实验上研究过伴随电子俘获的内韧致辐射,以及铀裂变中的放射性氙。1946年起她着手研究原子核β衰变,进行了一系列的实验。在原子核β衰变中,原子核内一个中子转变为一个质子,同时放射一个电子和一个反中微子。此外还有放射正电子的β衰变。Fermi的β衰变理论给出了β衰变电子能谱的形状。实验…     

高能γ谱仪

联合原子核研究所100亿电子伏同步稳相加速器,除产生高能质子束、π介子束和K介子束外,还产生高能γ量子束。它们主要是高能质子与内靶原子核作用时产生的π°介子的衰变产物。在实验室坐标系中,在和加速质子方向成0°角的方向上,从内靶上飞出的γ量子的最大能量达到几十亿电子伏。测量这些γ量子的角分布和能谱就可以了解高能核子—核子碰撞产生π°介子的机构。为了准备进行这类物理实验,我们安装了一台     

欧洲新的放射性核研究装置

稳定的原子核中的质子数Z与中子数N有着一定的比例,那些N/Z与稳定核相差很大的核(具有很多过剩的中子或质子)称为N/Z处于极端条件下的核。这些核是不稳定的,将通过发射正电子或电子而衰变。各种核中过剩中子或质子的数目有一极限值,超过这一极限,原子核不能存在。由于极端条件下的核的寿命很短,生成的截面又很低,需要特殊的设备———放射性核束装置来进行研究。最近欧洲德国重离子研究所GSI的FAIR计划和法国国家大型重离子加速器装置(GANIL)的SPIRAL2计划获得批准。SPIRAL2的主要目的是探索具有过剩的中子或质子的原子核存在的…     

中能区质子与4He原子核散射的唯象全振幅

对整个中能区现有的质子与⁴He原子核散射的实验数据(微分截面和极化能力)进行了系统的振幅分析,给出了一组参数化的唯象振幅.这些振幅对于利用中能质子研究原子核的α粒子结构问题是必要的输入量.     

外来核

原子核是由两种核子,带电的质子和不带电的中子组成的。有两种力作用在原子核上:核子间的吸引核力和质子之间的静电排斥力。核内的质子数被称为原子序数(Z)。这个数也确定了核外的电子数和原子的化学性质,元素由原子序数不同而区分。中子数由N 表示,质量数A 为核内粒子数Z+N 的总和。在核素图中(图1)可以看到,在轻的稳定核中质子和中子是以一对一的比例相混合的。     

高能物理学面临的两大难题

 一、物质结构历史简述大家知道,物质结构的研究已从早先的原子层次深入到夸克和轻子这一新层次。１９１１年,卢瑟福实验证实了原子中原子核的存在并发现了质子,１９３２年查德威克的实验发现了中子．中子的发现开创了人类认识物质结构从原子核进到质子、中子这一层次．海森伯和伊凡宁柯立即提出了原子核由质子和中子组成的假说．不久,这一假说获得验证并得到了有关原子核的正确认识．原子是由原子核和绕核运动的电子组成的,而原子核由质子和中子通过强相互作用结合而成．这样,随着核物理的发展,人类对物质结构的认识进入到基本粒子这一层次,即认识到自然界万物是由质子、中子、电子这些基本粒子构成的．     

镁，镍同位素中高能中子-质子数据计算评价

工作采用核结构与核反应相结合的技术方法，在处理核子同原子核的碰撞过程时，仔细了考虑核的能级结构、集体运动和形变激发模式，把原子核的结构信息充分地考虑进去，可在统一的框架内同时自恰地解释集体能级结构和散射数据，以保证物理上更加自恰合理，并给出较高置信度的中子一质子数据。     

放射性核束引起反应中轻带电粒子发射的同位旋效应

研究了69MeV/u³⁶Ar轰击Be靶的碎裂产物与Si靶反应引起的前角区轻带电粒子的发射产额与原子核同位旋、原子核序数的关系.发现前角区轻带电粒子发射产额对于丰质子核的结构非常敏感,与同位旋存在一种指数关系.因此可以把前角区轻带电粒子发射产额作为探测丰质子核结构的一种手段,也是一种新的验证一个核是否具有质子晕结构的实验证据.     

轻子核物理:话旧论新

<正>轻子与原子核概述近百年来,人们对构成物质世界基本"砖块"的认识不断发展深化。从原子到原子核,再到核子内的夸克(图1)。这些认识大多是通过散射实验获得的,如用从加速器出来的高速质子或电子(通称     

走向稳定岛

<正>比铀重的元素一般只在实验室中昙花一现,这是因为原子核越大,带正电荷的质子之间斥力就越大,也就更具放射性。著名的"稳定岛"理论认为,核内质子达到一定数量形成特殊布局会使原子核保持长寿命。现在看来,原子核内中子数N=178、质子数Z=118附近的     

包括自旋轨道耦合能和作为动量函数的位能在内的汤、费模型及其在原子核中的应用

本文对于近似球对称的系统将汤、费模型推广以包括自旋轨道耦合能和作为动量和位置的函数的位能这两个因素在内。在原子核的情况下,推广的汤、费模型可以作为将布卢克勒关于核物质的理论推广到有限大原子核的一个近似的方法。本文对费米积分方程也作了相应的推广,根据推广后的费米积分方程所解出的质子的密度分布和由高能电子与原子核的散射实验所得的结果相符合。     

高能电子对原子核弹性散射的一个近似计算法

一.导言 在高能电子对原子核弹性散射的现象中,我们不能把原子核作为点电荷来处理,而必须把有关原子核结构的某些因素,如原子核半径的大小与原子核内电荷分布的情况,同时考虑进去。 这方面的实验,首先是由莱曼(Lyman)等开始做的。他们用能量为20Mev的电子来做对铝、银、金等原子核的散射实验。在这种能量下的电子对原子核散射时,只能决定原子核半径的大小,而不能决定原子核内电荷分布的情况。霍夫斯塔脱(Hof-stadter)等利用直线电子加速器所发出的能量在100Mev一200Mev的电子研究了     

轻予核物理：话旧论新

轻子与原子核概述 近百年来,人们对构成物质世界基本“砖块”的认识不断发展深化。从原子到原子核,再到核子内的夸克（图1）。这些认识大多是通过散射实验获得的,如用从加速器出来的高速质子或电子（通称探针）轰击靶粒子。这里感兴趣的是通过电子探针来探测原子核的结构和性质。     

超越原子核滴线

近来发现了几种新的重同位素,至少其中之一超出了中子滴线．在以核内的中子数为横坐标,以质子数为纵坐标的核素图上,在原子核的丰质子一侧和丰中子一侧,各有一条边界线,分别称为质子滴线和中子滴线,超出滴线外的原子核中的核子是不能束缚在一起的．然而,目前人们对核力的了解还不足以用理论准确计算出滴线的位置．这就需要通过实验来寻找可能存在的原子核．     

电子和原子核散射研究原子核结构(英文)

本文综述了近年来我们组利用电子散射结合相对论平均场模型对奇特核结构的研究。我们发展了相对论平均场框架下的磁电子散射方法,并用其研究一些中子晕及质子晕核的基态组态,例如,23O,17,19C和23Al。研究发现,原子核不同组态的弹性磁形状因子彼此差别很大。其次,我们发展了相对论平均场框架下的弹性库伦电子散射方法,并用该方法研究了奇特核的电荷分布。研究发现,丰质子核中扩展的电荷密度分布可以通过库伦电子散射来测量。这种方法还被进一步推广用于计算弹性宇称不守恒电子散射,研究了一些典型原子核的中子密度分布,例如,Ca同位素链,N=50同中子素链以及N=Z的双幻核。结果表明,宇称不守恒非对称度的振幅主要由质子和中子形状因子极小值之间的距离决定。这些结果为下一代电子-核对撞机上的电子散射实验提供了有用的参考。