同位旋和动量依赖的相互作用在重离子碰撞中的同位旋效应

引入同位旋自由度将同位旋无关的动量相关作用改造成同位旋和动量依赖的相互作用. 利用同位旋依赖的量子分子动力学理论研究了同位旋和动量依赖的相互作用对中能重离子碰撞中动量耗散和同位旋分馏的作用. 计算结果表明动量相关作用具有重要的同位旋效应，尽管它没有明显的改变原子核阻止(动量耗散)对于两体碰撞截面和同位旋分馏强度对于对称势的灵敏依赖性，但它对于以上两种灵敏性产生了明显的减弱作用. 故动量相关作用中同位旋效应研究对于定量的研究和确定同位旋非对称核物质状态方程是重要的.     

同位旋依赖的动量相关作用对同位旋分馏过程的影响和机理

在同位旋相关的量子分子动力学理论的基础上，引入同位旋自由度，将同位旋无关的动量相 关作用改造成为在同位旋相关的量子分子动力学中可用的同位旋依赖的动量相关作用．研究 了它在中能重离子碰撞中的作用和机理．研究结果表明，考虑同位旋依赖的动量相关作用后 ，对同位旋分馏过程有很大的影响，使同位旋分馏强度降低．降低的幅度随入射能量的增加 而迅速增加.特别是动量相关作用的同位旋效应与对称势的同位旋效应具有大体相同数量级 ．但两者具有完全不同的动力学机理．所以同位旋依赖的动量相关作用的研究对于定量的研 究同位旋非对称核物质状态方程是重要的. 关键词： 同位旋依赖的动量相关作用 同位旋分馏强度 重离子碰撞     

非对称核物质中同位旋对称势的动量和密度依赖性

在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单粒子势的动量相关性及其随同位旋非对称度的变化, 在此基础上计算了同位旋对称势, 并讨论了三体核力的影响. 结果表明同位旋对称势对于同位旋非对称度的依赖性很弱, 但对于动量和密度均有较强的依赖性. 当密度固定时, 同位旋对称势随动量增加而减小. 尽管三体核力对于质子和中子单粒子势的动量相关性有较大影响, 但对同位旋对称势的影响很小. 还与目前重离子碰撞输运理论模型中所使用的各种参数化的唯象对称势进行了比较.     

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.     

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     

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     

一种同位旋相关的核物质状态方程

在Hartree–Fock近似下,从扩展的Skyrme有效相互作用出发,给出了一种同位旋相关的核物质状态方程.分析了在不同相对中子过剩时的核物质状态方程.发现在核物质的饱和点处,许多物理量的同位旋相关性能够近似地与相对中子过剩满足抛物线规律.     

核物质对称能和对称自由能的温度相关性

基于同位旋和动量相关的MDI相互作用, 研究了核物质对称能和对称自由能的温度相关性. 利用得到的密度和温度相关的对称能, 分析了同位旋标度实验的数据.     

同位素分布的标度参量对于两体碰撞的同位旋相关性和动量相关作用的依赖

利用同位旋相关的量子分子动力学模型, 对中能重离子反应产物中的同位素分布进行了研究, 重点分析了平均场中的动量相关作用和两体碰撞的同位旋相关性对于产物中同位素标度现象的影响. 结果表明: 这两个因素均明显减小了同位素标度参量α的值, 从而减弱了同位旋标度参量α对两个反应系统同位旋差的依赖性.     

同位旋激发能研究

在扩展的Skyrme有效相互作用下,利用Hartree-Fock理论研究了同位旋激发能与温度、密度的关系.结果表明同位旋激发能随密度的降低以及温度的增加而降低.同时研究了对称能与同位旋激发能的关系,指出对称能是同位旋激发能的一部分,且占相当大的比重.最后研究了不同的势参数下,同位旋激发能随相对中子过剩的变化关系,发现同位旋激发能较强地依赖于对称能强度系数,而对不可压缩系数以及有效质量不太敏感.从而为实验上通过研究同位旋激发能来提取核物质状态方程中的对称能部分指出了一条途径.     

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     

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.     

同位旋非对称核物质性质与扩展的BHF方法(Ⅰ)同位旋相关的扩展的BHF方法

通过引进基态关联和同位旋自由度的区分,推广了Brueckner Hartree Fock理论方法,并应用于同位旋非对称核物质,系统地研究了在整个同位旋自由度范围内核物质的状态方程和单粒子特性及其同位旋效应.还研究了微观三体核力对同位旋非对称核物质性质及其同位旋效应的影响,定量讨论了三体力效应与相对论性平均场理论及Dirac Brueckner方法的联系.主要给出了同位旋相关的Brueckner Hartree Fock方法的基本理论和计算公式.     

径向膨胀流的同位旋效应

利用同位旋相关的量子分子动力学模型,研究了¹²⁴Ba+¹²⁴Ba和¹²⁴Sn+¹²⁴Sn两个系统在不同入射能量下对心碰撞的径向膨胀流.发现丰中子系统¹²⁴Sn+¹²⁴Sn的径向膨胀流系统性地小于系统¹²⁴Ba+¹²⁴Ba的径向膨胀流.同时发现这种差别主要来自于核子–核子碰撞截面的同位旋相关性而几乎与对称能无关.     

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。     

Isospin Dependence in Nuclear Multifragmentation Within Site Percolation and Nucleation Pictures

The isospin dependence, recently observed in Sn + Sn reactions at 40 MeV/nucleon, is discussed within the framework of two simple nuclear multifragmentation models, namely the site percolation and the nucleation-evaporation models. It is shown that both the models are able to discriminate between ¹¹²Sn+ ¹¹²Sn and ¹²⁴Sn+ ¹²⁴Sn reactions. The nucleation-evaporation model succeeds to reproduce nicely the experimental data, but the site percolation model fails in doing that, even if the cluster noncompactive effect is taken into account. The calculations indicate that the data are originated mainly from a single source.     

Isospin splitting of nucleon effective mass and symmetry energy in isotopic nuclear reactions

Within an isospin and momentum dependent transport model, the dynamics of isospin particles(nucleons and light clusters) in Fermi-energy heavy-ion collisions are investigated for constraining the isospin splitting of nucleon effective mass and the symmetry energy at subsaturation densities. The impacts of the isoscalar and isovector parts of the momentum dependent interaction on the emissions of isospin particles are explored, i.e., the mass splittings of m_n~*=m_p~* and m_n~* m_p~*(m_n~* m_p~*). The single and double neutron to proton ratios of free nucleons and light particles are thoroughly investigated in the isotopic nuclear reactions of ~(112)Sn+~(112)Sn and ~(124)Sn+~(124)Sn at incident energies of 50 and 120 MeV/nucleon, respectively. It is found that both the effective mass splitting and symmetry energy impact the kinetic energy spectra of the single ratios, in particular at the high energy tail(larger than 20 Me V). The isospin splitting of nucleon effective mass slightly impacts the double ratio spectra at the energy of 50 MeV/nucleon. A soft symmetry energy with stiffness coefficient of γ_s =0.5 is constrained from the experimental data with the Fermi-energy heavy-ion collisions.     

同位旋非对称核物质性质与扩展的BHF方法(Ⅱ)状态方程、对称能以及三体核力效应

在同位旋相关的BHF理论框架内,研究了微观三体核力对非对称核物质状态方程和原子核对称能的影响.结果表明:即使引进了微观三体核力后,核物质结合能随同位旋非对称度的变化关系仍然能够在整个同位旋自由度范围内(0≤β≤1)相当精确地满足二次方规律.在核物质饱和密度ρ₀=0.17fm^－3处,三体核力对于对称能E_sym的影响很小,考虑三体核力后得到的对称能为30.71MeV,与其经验值符合得很好;对于高密度核物质,由于三体核力效应,对称能明显增大,而且三体核力使对称能随密度的增大要比不考虑三体核力情况下的计算结果陡得多.同时还给出了对称能的密度依赖关系的一个简单的参数化形式.