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     

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.     

同位旋依赖的动量相关作用对同位旋分馏的影响随入射道条件的演化

由量子分子动力学通常应用的动量相关作用公式出发，引入同位旋自由度后得到了在量子分子动力学中可用于数值计算的同位旋依赖的动量相关作用.并用这个公式较系统地研究了在它的作用下，同位旋分馏比的入射道效应和它们的动力学机理.结果表明所有入射道能量、碰撞参数以及所有的丰中子碰撞系统中子-质子比和质量条件下动量相关作用的同位旋依赖性对同位旋分馏过程产生了重要的同位旋效应，然而它没有明显改变同位旋分馏比对于对称势灵敏的依赖性，即在考虑动量相关作用的同位旋自由度后同位旋分馏比仍是提取同位旋非对称核物质状态方程的灵敏探针. 关键词： 同位旋分馏比 动量相关作用 重离子碰撞     

中能重离子同位旋分馏对系统质量和能量的依赖性

利用同位旋相关的量子分子动力学理论,研究了中能重离子碰撞中同位旋分馏强度(N/Z)n/(N/Z)frag对于碰撞系统质量和能量的依赖关系.这里(N/Z)n和(N/Z)frag分别是核子发射 （气相）和碎片发射多重性（液相）的中子-质子比.研究结果表明同位旋分馏强度是反应 系统质量和能量的灵敏函数.当系统同位旋（中子-质子比）入射能量和碰撞参数都固定时, 同位旋分馏强度随系统质量的增加而减少.因为随系统质量的增加与较轻系统比较.重系统具 有大的压缩能,小的热能和大的液-气相变的临界温度.故核子输运过程和同 关键词： 同位旋分馏 对称势     

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     

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.     

从晕中子核引起核反应中提取对称势

利用同位旋相关量子分子动力学理论研究了中子晕核引起核反应机制中重要的同位旋效应以提取对称势. 因为同位旋相关量子分子动力学理论中的相互作用和介质中核子-核子碰撞截面都灵敏地依赖于碰撞系统的密度分布, 本项研究工作基于中子晕核扩展的密度分布. 该密度分布包含了反应机制中同位旋效应和疏散内部结构的平均特征. 为了弄清楚晕核引起核反应机制的同位旋效应, 在完全相同的入射道条件下, 比较了由中子晕核炮弹引起的同位旋效应和由相等质量的稳定核炮弹引起同位旋效应. 结果发现中子晕核炮弹引起的发射中子-质子比和同位旋分馏比明显大于相等质量稳定弹核产生的结果. 因而可以通过理论结果与实验数据的系统比较提取对称势.     

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.     

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.     

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.     

Properties of nuclear pastas

In this review we study the nuclear pastas as they are expected to be formed in neutron star crusts. We start with a study of the pastas formed in nuclear matter (composed of protons and neutrons), we follow with the role of the electron gas on the formation of pastas, and we then investigate the pastas in neutron star matter (nuclear matter embedded in an electron gas).Nuclear matter (NM) at intermediate temperatures (1 MeV ≲ T ≲ 15 MeV), at saturation and sub-saturation densities, and with proton content ranging from 30% to 50% was found to have liquid, gaseous and liquid–gas mixed phases. The isospin-dependent phase diagram was obtained along with the critical points, and the symmetry energy was calculated and compared to experimental data and other theories. At low temperatures (T ≲ 1 MeV) NM produces crystal-like structures around saturation densities, and pasta-like structures at sub-saturation densities. Properties of the pasta structures were studied with cluster-recognition algorithms, caloric curve, the radial distribution function, the Lindemann coefficient, Kolmogorov statistics, Minkowski functionals; the symmetry energy of the pasta showed a connection with its morphology.Neutron star matter (NSM) is nuclear matter embedded in an electron gas. The electron gas is included in the calculation by the inclusion of an screened Coulomb potential. To connect the NM pastas with those in neutron star matter (NSM), the role the strength and screening length of the Coulomb interaction have on the formation of the pastas in NM was investigated. Pasta was found to exist even without the presence of the electron gas, but the effect of the Coulomb interaction is to form more defined pasta structures, among other effects. Likewise, it was determined that there is a minimal screening length for the developed structures to be independent of the cell size.Neutron star matter was found to have similar phases as NM, phase transitions, symmetry energy, structure function and thermal conductivity. Like in NM, pasta forms at around T ≈ 1.5 MeV, and liquid-to-solid phase changes were detected at T ≈ 0.5 MeV. The structure function and the symmetry energy were also found to depend on the pasta structures.     

Neutron star matter at sub-nuclear densities

An extremely simple form for the energy density of a nuclear many-body system derived from the two-body nucleon-nucleon interaction is used to determine the ground state configuration of matter at sub-nuclear density. As the baryon density is increased, nuclei become progressively more neutron rich until neutrons eventually escape, yielding a Coulomb lattice of bound neutron and proton clusters surrounded by a dilute neutron gas. The clusters enlarge and the lattice constant decreases with increasing density, approaching a completely uniform state near nuclear density.     

中能重离子碰撞中的气–液相变和同位旋分馏

利用核物质理论研究气–液相变结果表明,气–液相变中临界温度T_c随系统质量的增加而增加,但随碰撞系统同位旋的增加而减小.利用改进的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强度随碰撞系统的同位旋和系统质量的变化,结果表明,同位旋分馏强度与气–液相变临界温度T_c有对应的关系,特别是气–液相变和同位旋分馏都发生在正常核密度以下低密度的spinodal不稳定区.这表明气–液相变和同位旋分馏具有相类似的动力学行为和内在联系,也预示着可以通过对同位旋分馏强度的研究和测量来揭示中能重离子碰撞过程中气–液相变的动力学特征     

放射性束引起的重离子碰撞中敏感于对称能的几个观测量

利用同位旋与动量相关的强子输运模型，我们研究了放射性束引起的中能重离子碰撞中几个观测量的对称能效应。我们发现自由核子发射的非对称度的快度分布，中快度中－质比的横动量分布，的动能分布，以及同位旋相分化（fractionation）的时间演化都敏感于对称能。     

同位旋非对称核物质性质与扩展的BHF方法(Ⅵ)质子和中子平均自由程及其同位旋依赖性

在扩展的Brueckner-Hartree-Fock理论框架内,研究了同位旋非对称核物质中质子和中子的平均自由程,着重讨论了其同位旋依赖性.结果表明:随核物质同位旋非对称度的增大,质子平均自由程减小而中子的平均自由程增大.这表明中子滴线附近的原子核表面对中子比对质子更具透明度.还简单讨论了基态关联效应对平均自由程的影响.     

中能重离子碰撞过程中同位旋分馏的特征和机制

利用同位旋依赖的QMD模型主要对中能重离子碰撞中同位旋分馏机制和主要特征进行了讨论和分析， 得到了一些有趣的结果， 并建议将同位旋分馏强度作为提取同位旋相关平均场和建立同位旋不对称核物质状态方程的探针. The degree of isospin fractionation is measured by (N/Z)gas / (N/Z)liq，where (N/Z)gas and (N/Z)liq are the saturated neutron proton ratio of nucleon emissions ( gas phase) and that of fragment emitted (liquid phase) in heavy ion collision at intermediate energy. The calculated results by using the isospin dependent quantum molecular dynamics model show that the degree of isospin fractionation is sensitive to the neutron proton ratio of colliding system. In particular， the degree of isospin fractionation sensitively depends on the symmetry potential and weakly on the in medium nucleon nucleon cross section for the neutron rich system. In this case， we propose that the degree of isospin fractionation can be directly compared with the experimental data so that the information about symmetry potential can be obtained.