原子核是否存在手性

手征对称性在自然界中广泛存在,如人类的手,某些化学和药物分子以及海螺壳等都有手征性.原子核中的手征对称性概念于1997年提出,随后成为核物理研究之中的热点问题.文章简要介绍了原子核中的手征对称性概念,以及如何判断原子核中的手征对称性破缺,回顾了最新的理论和实验研究进展,并对未来理论和实验方面所需解决的问题进行了简单小结.     

原子核层次的手征对称性

对称性及其破缺是基本的科学问题。手征对称性在自然界中广泛存在,大至星系旋臂、行星自转,小到矿物晶体、有机分子、基本粒子,都与手征对称性密切相关。原子核层次的手征对称性概念于1997年提出,随后成为核物理研究的热点问题。目前,实验上已经在核素图上的80,100,130和190质量核区发现了30多例可能具有手征对称性的原子核。简要介绍原子核中的手征对称性概念;手性原子核的预言、识别以及实验验证;并通过展示手性原子核结构的多样性（M_χD）,回顾了理论和实验研究进展;介绍最新发现的原子核中手性和空间反射对称性的联立自发破缺,对未来手性原子核研究的前景进行了展望。Symmetry and its breaking are basic scientific problems. Chiral symmetries are common in nature, for example, the macroscopic spiral arms of galaxies and the rotation of planets; the microscopic spirals of the mineral crystalline, the organic molecules and the elementary particles. The concept of chirality in atomic nuclei was first proposed in 1997. Since then many efforts have been made to understand chiral symmetry and its spontaneous breaking in atomic nuclei. Up to now, more than 30 candidates of chiral nuclei have been reported in the 80, 100, 130, and 190 mass regions. The concept of the chirality in atomic nuclei, the prediction, the signal, and the experimental verification of the chiral nuclei are briefly introduced; the recent theoretical and experimental progress are reviewed, in particular the existence of multiple chiral doublets (M_χD), i.e., more than one pair of chiral doublet bands in one single nucleus; the simultaneous spontaneous breaking of chiral and reflection symmetry in the newly observed atomic nuclei is introduced, together with a prospect on the future study on nuclear chiral symmetry.     

实验探索原子核中手征与空间反射对称性的联立自发破缺

原子核的手征对称性和空间反射对称性研究是近来原子核结构研究的前沿热点问题,吸引了大量的实验和理论研究。通过在束伽玛谱学的实验方法,在原子核78Br中发现了两对宇称相反的手征双重带,以及它们之间表征八极关联的电偶极跃迁。这是首次在原子核中发现了八极关联的多重手征带,给出了原子核存在手征对称性和空间反射对称性联立自发破缺的实验证据。Spontaneous symmetry breaking is a fundamental concept in nature. Chiral Symmetry Breaking and reflection-asymmetry in nuclei has been a subject of intensive experimental and theoretical investigation. Two pairs of positive-and negative-parity doublet bands together with eight strong electric dipole transitions linking their yrast positive-and negative-parity bands have been identified in 78Br by means of in-beam gamma-ray spectroscopy techniques. These four rotational bands are suggested as multiple chiral doublet bands with octupole correlations. This observation indicates that nuclear chirality can be robust against the octupole correlations. It is of highly scientific interest to search for the chirality-parity quartet bands in nucleus with both stable triaxial and octupole deformations.     

原子核的手证对称性

 手套有左右两只,ＤＮＡ有左旋右旋两种,许多分子也都有两个相互镜象对称的形式,通常称为左手形式和右手形式。现在,物理学家又发现原子核也有左手性和右手性两种模式。物理学家一直在寻找对称性和对称性破缺,从而揭示出基本的物理原理。最初,人们认为原子核是球形的,有着高度的对称性。后来实验发现原子核可以在很大程度上被拉长,甚至会像一支雪茄。20世纪60年代,理论物理学家预言原子核可以有三轴形变(即非轴对称形变)---对称性进一步降低,但是一直都没有被实验证实。     

原子核结构研究的一些进展

简述在最近几年中原子核结构研究中的一些新的进展.原子核的超对称性在1980年提出,1999年在奇奇核中得到检验.在原子核结构的代数模型中,玻色子模型中的弱集体性困难最近得到解决,在八极振动中,代数模型给出了大量的电磁跃迁的解析表达式,对于实验研究十分方便,¹⁵⁸Gd是目前最好的八极振动核.在原子核的壳模型中蒙特卡罗壳模型,投影壳模型有较大进展.最后对今后原子核结构的发展作出展望.     

原子核存在的区域

本根据原子核液滴模型的外斯塞格质量半经验公式，给出了核中质子的平均结合能，从而确定子原子核存在的区域。     

自对偶场与规范场相互作用理论的Faddeev-Jackiw量子化

本文采用Faddeev-Jackiw量子化方法,讨论了二维时空中一种自对偶场与规范场的相互作用理论.通过与Dirac方法的比较,建立了这两种方法的等价性.     

自对偶场与规范场相互作用理论的Faddeev－Jackiw量子化

本文采用Ｆａｄｄｅｅｖ－Ｊａｃｋｉｗ量子化方法，讨论了二维时空中一种自对偶场与规范场的相互作用理论．通过与Ｄｉｒａｃ方法的比较，建立了这两种方法的等价性     

核物理中的手征微扰论

手征微扰论是基于量子色动力学的低能有效理论 ,已成为核物理和低能粒子物理研究的有力方法 .简单介绍了手征微扰论的基本概念、方法和应用 ,特别是近年来重子手征微扰论的形式发展和一些应用中的前沿问题. Chiral Perturbation Theory (CHPT), as a low-energy effective field theory based on QCD, is a powerful tool in the investigation of the nuclear and particle physics. We present an introduction to the basic idea, the method and the application of CHPT, and emphasize the recent development in the formalism and the application of baryon CHPT.     

1911年5月:Rutherford和原子核的发现

 1909年，Ernest Rutherford的学生在Rutherford所指定的实验中发现了令人意外的结果，Rutherford说此发现是他一生中所碰过最难以置信的事情。他们在这个至今仍很著名的实验中观察到α粒子自一张金的薄片往后散射回来。Rutherford在他1911年5月所发表的论文中解释说，此散射是由原子中心一个又硬、又密的核--原子核--所引起的。     

A^80核区在束γ谱学研究进展

为深入研究原子核手征对称性自发破缺等重要的科学问题,山东大学(威海)核物理研究团队利用在束γ谱学实验技术,系统研究了A^80核区一系列原子核的能级结构,丰富了这个区域原子核的谱学信息,并对这些原子核的对称性、形状和运动模式等问题进行了探讨。研究结果表明,在A^80核区存在包括奇奇核和奇A核在内的多例候选手性原子核,能级寿命测量支持80Br的手性解释。此外,本文也讨论了随着中子数的增加,手征几何和八极关联效应的演化情况以及这个核区近球形核的中子跨壳激发现象。     

原子核的四面体对称性

除了几个幻数核呈球形外,原子核大都是变形的,例如椭球形。现代核物理实验已发现,原子核可以呈“梨形”形变,即具有反射不对称性。理论研究预言,原子核还可能具有“金字塔”形变,即四面体对称性,而实验上还未找到原子核的这种新对称性。文章从强相互作用量子多体体系的对称性及其破缺的基本规律出发,阐明原子核四面体形变的形成机制,并介绍其理论描述。同时讨论寻找四面体形变原子核的基本方法和最新实验研究进展。     

原子核和强相互作用物质的相变

简要介绍原子核的单粒子运动相与集体运动相, 讨论并介绍集体运动中的振动、轴对称定轴转动和不定轴转动的相结构以及由核子数和角动量驱动的这些相之间的相变的研究现状,同时还简单介绍关于原子核的液气相变和强相互作用物质的退禁闭及手征相变的研究现状.     

达到原子核存在的极限

发现自然界的极限是物理研究的主要目标。具有一定数量质子的原子核中,可以加入的中子数是有极限的,超出极限,核不能保持束缚状态,中子就会滴落。这种极限,称为中子滴线。以前,只对118种已知元素中的8种最轻的元素测量了中子滴线。测量更重元素的中子滴线,除了可以绘制核素图的边界,还将挑战我们关于决定这些奇异核结构的基本作用力的认识。     

超主手征场模型中的无穷保形对称性和Riemann-Hilbert变换

我们在超主手征场模型中找到了一种新的对变换——C变换,发现在这种变换下体系具有一个与没有中心项的Virasoro代数相关的无穷维李代数,利用Riemann-Hilbert变换,我们探讨了C变换的物理根源.     

具有动力学破缺的模型在有限温度和密度下的手征相变

作为一种定性的指导,本文用近似方法考察了具有动力学破缺的模型的手征对称性恢复相变.建立了模型的自洽方程;给出了费米子的凝聚和质量以及系统的能量密度和比热对温度和密度的依赖关系.结果表明在零化学势和有限温度情况,手征相变是二级相变,而在有限温度和密度及零温有限密度情况,手征相变是一级相变且从破缺相到正常相的转变温度或密度不同于从正常相到破缺相的转变温度或密度.     

核物质中的夸克凝聚

核物质中的夸克凝聚是在夸克层次研究核物理遇到的基本问题之一，特别是，它与核环境下强子性质的研究紧密相关。近年来，国内外对此开展了若干研究，简要介绍这方面的现状现状和指出存在的问题。     

原子核状态方程

介绍了在核子自由度占优势时原子核状态方程的一些知识,并对在饱和状态下直接研究和在重离子碰撞中间接研究原子核状态方程的情况做了评述． The knowledge of nuclear equation of state for which nucleonic effects are dominant is presented. The direct studies which close to the saturation state and the indirect studies involving heavy ion collisions on nuclear equation of state are reviewed.     

重离子加速器中的原子核碰撞虚拟仿真实验的建设与应用

利用虚拟仿真技术,结合教学团队的科研成果,设计开发了重离子加速器中的原子核碰撞等一系列实验教学项目.这些实验项目能够在电脑上再现真实的实验场景,解除了实验场地、费用、防护等方面的限制,为培养学生的实验探究设计能力、开拓学生视野提供了重要支撑.结合虚拟仿真技术的特点,教师团队采用适应的教学方法进行授课,建立了完善的评价体系.经过3年的课程建设,该课程在学生培养、教师教学质量、推广应用方面取得了良好的效果.