中能重离子碰撞中平衡能的同位旋效应

利用同位旋相关的量子分子动力学模型,计算了⁵⁸Fe+⁵⁸Fe和⁵⁸M+⁵⁸Ni两个反应系统在不同碰撞参数下的平衡能.观察到在不同碰撞参数下丰中子反应系统⁵⁸Fe+⁵⁸Fe比⁵⁸Ni+⁵⁸Ni有更高的平衡能.计算结果能与实验数据定性符合.     

核物质对称能和重离子碰撞中径向流阈能的同位旋效应

基于同位旋相关的量子分子动力学模型，采用三种不同形式的对称势，研究了¹²⁴Sn+¹²⁴Sn和¹²⁴Ba+¹²⁴Ba对心碰撞时在三种不同对称势下的径向膨胀流，发现径向膨胀流阈能与所采用的对称能形式密切相关，表现出明显同位旋效应，预示着径向膨胀流阈能的同位旋相关性可作为对称能的灵敏探针. 关键词： 径向膨胀流阈能 同位旋效应 重离子碰撞 同位旋相关的量子分子动力学模型     

低SIS能区重离子碰撞过程的系统性研究

在极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型中加入势能密度泛函形式的势修正、核子-核子弹性散射截面的更细致的介质修正以及碎片重构模式中的同位旋效应后,重点研究低SIS能区(约40～400 MeV/u)重离子碰撞的动力学过程。在较系统地研究此能区重离子碰撞后的轻碎片产生及集体流后,重点研究对高密区对称能密度依赖敏感的观测量。发现:(1)质量对称的Sn系列同位素反应系统,其中子平衡能的系统N/Z分布能敏感探测对称能密度依赖;(2)横速度/动量分布的中子和质子及氢同位素的椭圆流比vn2/vp,H2敏感依赖于对称能。经采用多组核物质标量不可压缩系数K0值差别很小、对称能斜率参数L值相差较大的Skyrme势参数计算并对FOPI/LAND相应数据做χ2分析后抽取的L值为(89±45)MeV。     

在pA碰撞中K~±,η和ф介子的阈下产生

简要评述了在pA碰撞过程中K±,η和ф介子的阈下产生及其对应的物理含义。这些介子的阈下产生都可以在兰州CSR上实现,特别是通过pA碰撞实现ф介子的阈下产生还没有看到实验数据的报道。     

在pA碰撞中K±，η和Ф介子的阈下产生

简要评述了在pA碰撞过程中K^±，η和Ф介子的阈下产生及其对应的物理含义。这些介子的阈下产生都可以在兰州CSR上实现，特别是通过pA碰撞实现士介子的阈下产生还没有看到实验数据的报道。K^±,η and Ф meson productions at subthreshold energies in pA collisions are briefly reviewed. These subthreshold meson productions can also be carried out at CSR in Lanzhou. Especially, experiments on Ф meson production near subthreshold energy in pA collisions should be performed in the future.     

中能重离子碰撞中集体流的同位旋效应

在同位旋相关的量子分子动力学模型的基础上,利用Skyrme–Hartree–Fock计算所得的中子、质子密度,同时利用费米气体模型得到相应的中子、质子费米面,抽样出稳定的⁵⁸Fe和⁵⁸Ni初始核.仔细研究了55MeV/u ⁵⁸Fe+⁵⁸Fe和55MeV/u⁵⁸Ni+⁵⁸Ni两个反应中集体流的同位旋效应.在不同碰撞参数下对不同类型的碎块,观察到丰中子反应系统⁵⁸Fe+⁵⁸Fe比⁵⁸Ni+⁵⁸Ni有更强的集体流,并能与实验结果定性符合.同时,研究了同位旋相关的对称能与核子–核子碰撞截面对集体流的影响.     

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。     

INDRA 能区重离子输运过程的系统研究及对称能探测

基于改进的极端相对论量子分子动力学(UrQMD) 输运模型,通过细致考察初始化、状态方程及两体碰撞等系统研究了INDRA 能区重离子碰撞后出射的自由核子及轻粒子的集体流和核阻止本领等观测量。研究发现,一个采用带动量依赖的软的状态方程及动量修正的密度依赖的核子核子弹性散射截面的动力学输运过程能够很好描述INDRA 全能域内实验获得的中心快度区的氢同位素的直接流。利用该套输运系统还研究了直接流平衡能对对称势能密度依赖强度因子的敏感性。发现,出射的自由中子平衡能敏感依赖于对称势能的密度依赖,而自由质子却不会。同时还发现,利用两Sn 同位素系列反应出射的自由中子直接流的平衡能与初始中子/质子比的关系可以很好地探测对称能的密度依赖。The terms of initialization, equation of state (EoS), and two-body collision in the updated ultrarelativistic quantum molecular dynamics (UrQMD) model are examined in details so as to systematically study the collective flows and the nuclear stopping of free nucleons and light clusters from heavy-ion collisions at INDRA energies. It is seen that at INDRA energies the dynamic transport with a soft EoS with momentum dependence and with the momentum-modified density-dependent nucleon-nucleon elastic cross sections describes the directed flow exhibited by hydrogen isotopes (Z= 1) emitted at midrapidity fairly well. The sensitivity of the balance energy (Ebal) of the directed flow to the strength parameter of the density dependence of symmetry potential energy is further studied with the same parameter set. It is found that the Ebal of neutrons from HICs is particularly sensitive to the density dependence of the symmetry potential energy, while that of protons is not. And, the initial neutron/proton ratio dependence of the balance energy of neutrons from Sn isotopes can be taken as a useful probe to constrain the stiffness of the nuclear symmetry energy.     

基于中能重离子碰撞研究高密对称能

用于描述核物质中子质子单粒子能量之差的对称能,最近20年得到了核物理学界的广泛关注。在饱和核密度附近,对称能的数值及斜率基本得到约束,然而其高密行为至今仍具有很大的不确定性。当前,探测对称能的研究计划正在世界范围内能够提供放射性束流的实验室展开。伴随着对称能相关实验的规划、进行,发展更加先进的同位旋依赖的输运理论模型变得非常必要。我们将核子-核子短程关联及介质中同位旋依赖的重子-重子非弹性散射截面等研究的新进展融入到了同位旋依赖的输运模型里面;探索了新的敏感于高密对称能的可观测量,比如挤出核子的中质比、光子、轻碎片,以及包含奇异隐奇异夸克的介子产生等;提出了高密对称能探测盲点的问题并给出解决办法;对于常见的对称能敏感观测量的模型预言的不确定性进行了彻底细致的研究;提出采用定性观测量,比如高能出射粒子的中质比,将高密对称能进行定性约束;率先提出并研究了对称能敏感观测量的探测密度区间问题,指出对称能敏感观测量的探测密度往往小于核反应最大压缩密度;发现核子-核子短程关联明显削弱观测量的对称能效应;考虑到饱和点处对称能斜率的约束范围,基于输运模型,提出通过探测对称能的曲率来约束高密对称能。除了利用重离子碰撞约束高密对称能之外,人们也可以通过与中子星相关的大量天体观测来间接约束高密对称能。     

Hyperon Dynamics in Heavy-Ion Collisions near Threshold Energy

Within the framework of quantum molecular dynamics transport model,the isospin and in-medium effects on the hyperon production in the reaction of ~(197)Au+~(197)Au are investigated thoroughly.A repulsive hyperon-nucleon potential from the chiral effective field theory is implemented into the model,which is related to the hyperon momentum and baryon density.The correction on threshold energy of the elementary hyperon cross section is taken into account.It is found that the Σ yields are suppressed in the domain of midrapidity and kinetic energy spectra with the potential.The hyperons are emitted in the reaction plane because of the strangeness exchange reaction and reabsorption process in the nuclear medium.The Σ~-/Σ~+ ratio depends on the stiffness of nuclear symmetry energy,in particular in the high-energy region(above 500 MeV).     

中能重离子碰撞中K介子产生动力学研究(英文)

基于兰州量子分子动力学(LQMD)模型研究了阈能附近K介子(K0和K+)产生动力学机制。LQMD模型能够较好地描述中能重离子碰撞中K介子产额分布。通过拟合K介子动能谱分布,计算中采用了排斥的K-核子相互作用势。该光学势增强了高动量K介子产生,而降低了K介子总产额。结合实验数据比较,在高密区域给出了较软的对称核物质状态方程。对称能的软硬对K0/K+比值起着重要作用,特别是在阈下区域。而K介子光学势对K0/K+比值激发函数影响不明显。     

重离子碰撞中的核温度

介绍了基于不同近似下的核温度的测量方法。不同测量方法给出的核温度不尽相同,这是因为它们使用的基本假设不一样。讨论了原子核系统的特殊性,这些特殊性使得核温度的提取特别困难。重点比较了动力学近似的几种温度计:使用经典Maxwell-Boltzmann 近似的,和使用量子Fermi-Dirac近似的。使用氦锂温度计对照考虑费米子属性后的斜率温度计和涨落温度计,发现考虑费米属性后提取的核温度更接近于热力学温度。仍需更多的工作,从核体系的孤立性、有限性和费米子属性等方面来研究核系统热力学温度的提取方法。Nuclear thermometers based on different approaches are reviewed. Due to the different basic assumptions of these methods, the nuclear temperatures extracted by different thermometer approaches are not consistent. Moreover,several problems which make the extraction of the nuclear temperatures even more difficult are discussed. The nuclear thermometers based on different kinetic approaches are compared. The nuclear temperatures extracted by methodsbased on quantum (Fermi-Dirac) kinetic approaches are compared to the double ratio temperatures THe; Li. Perspectives for future investigations of the thermal temperature are given.     

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。     

The Properties of Nuclear Collective Flow in the Intermediate and High Energy Heavy-ion Collisions

In this paper the static characteristic of the nuclear matter characterized by the interior pressure and the binding energy as a function of density is studied with different interactions.By taking into account both the momentum dependence potential and the nuclear medium effect,the dependence of the nuclear collective flow on the impact parameters and the bombarding energies is investigated systematically with BUU dynamical calculations.The nuclear equation of state is better understood by comparing the calculation results with the experiments.     

高能重离子碰撞中产生的末态粒子的横质量谱(英文)

基于多源理想气体模型, 用两个方程分别描述了高能重离子中心碰撞中产生的p, K±和π±的横质量分布。在忽略末态粒子的相对论效应的情况下, 除π±外, 计算结果可近似地描述实验结果。考虑了源的次级样本后, 发现计算结果与高能Au-Au和Pb-Pb中心碰撞的实验结果符合得较好。 Based on the multisource ideal gas model, which do not consider the dynamic mechanism of particles, two formulae are given to describe the transverse mass distributions of protons, kaons and pions produced in central heavy ion collisions at high energies. In the case of neglecting the relativistic effect, our calculated results approximately describe the experimental data, except for pions. By considering the sub samples of the sources, it is found that our calculated results are in good agreement with the experimental data in the central Au Au and Pb Pb collisions at high energies.     

重离子碰撞中产生的K介子的末态作用

推广了RVUU模型,计入了K介子的平均场势和K与核子的末态重散射.并用它模拟了每核子1GeV入射能量的两个Ca核碰撞的阈下K⁺产生.讨论了K⁺矢量势和K⁺末态重散射效应对K介子的末态性质的影响.计算结果表明,排斥的矢量势,与K⁺的末态重散射相似,明显地影响了末态K⁺动能谱,导致了实验室系中具有大动量的K⁺产额的增大.然而,排斥的K⁺矢量势的计入可观地减少了K⁺的末态重散射的影响.这说明,为了合理地评价K⁺能谱和角分布,K⁺同核子的这些末态作用都是不能忽略的.     

重离子碰撞中超重核的形成机制(英文)

在双核模型框架下,用数值解主方程方法计算了超重核的熔合几率。 明确描述了包含能量、角动量和碎片形变弛豫的相对运动,并与核子扩散过程相耦合。因此,用微观方法推导出的核子跃迁几率是与时间相关的。所计算的以Pb为靶的冷熔合超重核形成截面和以48Ca为弹核的热熔合超重核形成激发函数与已知的实验值在合理的范围内符合。In the dinuclear system conception, the master equation is solved numerically to calculate the fusion probabilities of super heavy nuclei. The relative motion concerning the energy, the angular momentum and the fragment deformation relaxations is explicitly treated to couple with the diffusion process. The nucleon transition probabilities, which are derived microscopically, are related with the energy dissipation of the relative motion, thus they are time dependent. The formation cross sections of the super heavy nuclei from Pb based cold fusion and excitation functions from 48Ca induced hot fusion are reasonably consistent with known experimental data.