原子核结构的相对论平均场描述

简要评述近几年相对论平均场理论的发展及其在核结构研究中取得的部分进展. 主要内容包括中子晕, 质子晕, 巨晕, 激发态晕等奇特核现象, 超重核结构, 超核结构以及原子核的赝自旋对称性和反核子谱的自旋对称性等.     

奇特核和超核中的晕现象

讨论奇特核和超核中的各种晕现象. 根据密度相关零程对力的相对论连续谱Hartree Bogoliubov理论给出的计算结果， 预言了中子滴线附近的Ca原子核中可能存在着巨晕， 并简要介绍了O， Ni， Zr， Sn和Pb等一些质子幻数核从质子滴线到中子滴线之间的原子核基态性质. 随后给出超核内的晕现象研究， 如Ca超核内的中子晕和153ΛC内的单Λ超子晕. Halos in the relativistic continuum Hartree Bogoliubov (RCHB) theory are investigated，including giant halo in the even N Ca isotope near neutron drip line，halos in hypernuclei and the hyperon halos in 153ΛC.     

相对论连续谱Hartree-Bogoliubov理论对滴线原子核结构的研究

回顾了相对论连续谱Hartree-Bogoliubov理论对奇特核结构的描述.包括对¹¹Li晕核的微观描述,并发现了其形成机制是由于Cooper对从1p_1/2轨道被散射到2s_1/2轨道;预言了滴线核的新现象——由6个中子组成的巨晕,给出了形成晕现象的条件为弱束缚与低离心位垒;解释了实际核中的赝自旋对称性;自旋轨道分裂与势能位垒弥散的关系;经典禁区内粒子对晕的影响;超重元素的结构研究等.     

复动量表象方法对丰中子Cr同位素奇特结构的研究

奇特核的研究是核物理中最有趣的前沿课题之一。中等质量核中是否存在晕现象,目前的研究相对较少。复动量表象(CMR)方法可以用来探索原子核中的奇特结构。连续谱阈值附近的共振态在奇特现象的形成中起着重要的作用。利用相对论点耦合框架下的复动量表象(RMFPC-CMR)方法研究了丰中子Cr同位素中的奇特结构,得到的非常接近于零的双中子分离能和迅速增大的中子均方根半径表明在靠近中子滴线的Cr同位素中存在晕结构。从获得的单粒子能级、费米面附近价核子占据几率、中子和质子密度分布以及各能级对原子核密度的贡献可以发现3s_1/2和2d_3/2能级的占据有利于中子晕的形成。研究发现,低角动量弱束缚能级对异常增大的半径和弥散密度分布有显著的贡献,这导致靠近中子滴线的^76-82Cr是中子晕核。这一预测结果对在实验中探索中等质量区的晕核具有一定的参考价值。     

远离β稳定线奇异核性质的理论研究

回顾了对远离β稳定线奇特核性质的理论研究现状，并用相对论平均场理论研究了远离β稳定线奇特核的性质．包括轻核的中子晕和质子晕、远离β稳定线核的壳效应和超重核的性质等.The present situation of studies on exotic nuclei far from the β stable line is simply reviewed and then the relativistic mean field study on these nuclei has been carried out. This includes studies on neutron halos and proton halos in light nuclei, on nuclear shell effects of nuclei far from the stability, and on the properties of superheavy nuclei.     

奇时间(time-odd)分量对41Ca性质的影响

发展了包括奇时间(time-odd)分量的三轴形变的RMF理论模型, 采用包含σ和ω介子自相互作用以及微观质心修正的PK1有效相互作用, 自洽考虑了由于奇A核中的未配对的核子对时间反演不变性的破坏所导致的重子流, 以⁴¹Ca为例, 研究了奇时间分量对重子流以及原子核性质的影响.     

原子核质量精密测量的研究进展

原子核质量的精密测量是原子核物理学的重要课题之一,它对探索奇特原子核的结构和性质、重元素核合成之谜等均具有重大意义.文章简要介绍了原子核质量高精度测量的两个主要设备——储存环和潘宁阱,并回顾了近年来原子核质量精密测量在核结构、元素核合成、新同核异能素等领域中的研究亮点,探讨原子核质量测量的发展趋势.     

转晕线上的能级密度

最近微观宏观计算表明,在高角动量之下,有的原子核呈三轴不等的椭球形状,有的原子核则呈扁椭球形状且转动轴和对称轴相重合.连续γ射线测量的实验可能告诉我们三轴不等的原子核转晕线附近的性质,而对于转动轴和对称轴相重合的转动,转晕线附近能级的行为可以通过对“陷阱态”性质的研究而得到.所以对于原子核转晕线之上少数几条能级行为的研究(一般考虑在转晕线之上1MeV的间隔内的能级)同研究转晕线     

用中子晕弹核探寻同位旋非对称核物质状态方程

总结和评述了用中子晕弹核探寻同位旋非对称核物质状态方程。在具有同位旋和动量依赖的同位旋相关量子分子动力学框架内,采用对比中子晕弹核和相等质量稳定弹核在完全相同入射道条件下物理观测量的差别,来突出中子晕核明显的同位旋效应和加强物理观测量对于同位旋的灵敏性,从而提取核物质状态方程。例如,与稳定弹核碰撞系统相比,中子晕弹核明显提高了发射核子的中子-质子比和增加了它对于对称势的灵敏性,这两点特征非常有利于提取对称势。同样,由于中子晕弹核碰撞系统在低能区（E〈60MeV）由于内部松散结构减弱了核子碰撞力度和动量耗散,与稳定核碰撞系统相比,明显提高了原子核阻止;而在高能区由于两体碰撞同位旋效应的增加,从而明显提高了原子核阻止。利用这些特征可以提取核子-核子碰撞截面的介质效应和同位旋依赖性。     

原子核物理中的协变密度泛函理论

文章介绍了原子核协变密度泛函理论的历史发展、理论框架、对原子核基态和激发态的描述以及在一些交叉学科领域的应用。首先,通过回顾原子核物理研究中的几个重要里程碑并结合二十一世纪原子核物理面临的机遇和挑战,对当前核物理的研究热点和重要课题进行了介绍。随后系统介绍了原子核协变密度泛函理论,内容包括协变密度泛函理论的历史发展、一般理论公式、介子交换模型、点耦合模型、交换项、张量相互作用、物理观测量的计算公式等。协变密度泛函理论的应用包括原子核基态性质和激发态性质的描述以及在核天体物理与标准模型检验中的应用。其中,基态性质包括原子核结合能、半径、单粒子能级、共振态、磁矩、晕现象等。激发态性质包括原子核磁转动、低激发态性质、集体转动、量子相变、集体振动等。在核天体物理与标准模型检验的应用中,主要以核纪年法测算宇宙年龄和Cabibbo-Kobayashi-Maskawa矩阵的幺正性检验等为例,介绍协变密度泛函理论在交叉学科领域的应用。     

核的巨单极激发的求和规则和核物质的不可压缩性系数

采用近来在研究核基态中极为成功的相对论模型研究有限核的同位旋巨单极共振 ,从而给出核物质的不可压缩性系数 .讨论了建立在相对论平均场基态上的相对论无规位相近似的自洽处理 .自洽要求基态和巨共振激发态的研究从同一个有效拉氏量出发 .与相对论平均场的无海近似自洽 ,相对论无规位相近似不仅要包含正能态的粒子 -空穴激发 ,还必须考虑 Fermi海核子态和 Dirac海核子态激发的贡献 .用约束的相对论平均场方法得到核的巨单极共振的能量逆权重的求和规则 ,验证 Dirac海核子态的贡献 .比较理论计算和实验测量的巨单极共振的能量得到核物质的不可压缩性系数为 2 5 0 - 2 70 MeV. The isoscalar giant monopole resonance for finite nuclei and the nuclear matter incompressibility are studied in a consistent relativistic approach, which achieves a great success in describing the properties of nuclear ground states. The consistency in the relativistic random phase approximation (RRPA) built on the relativistic mean field (RMF) ground states are investigated. The RMF wave function of nucleus and the particle-hole residual interactions in RRPA are calculated from...     

Nucleon momentum distribution of ~(56)Fe from the axially deformed relativistic mean-field model with nucleon-nucleon correlations

Nucleon momentum distribution(NMD), particularly its high-momentum components, is essential for understanding the nucleonnucleon(NN) correlations in nuclei. Herein, we develop the studies of NMD of ~(56)Fe from the axially deformed relativistic mean-field(RMF) model. Moreover, we introduce the effects of NN correlation into the RMF model from phenomenological models basing on deuteron and nuclear matter. For the region k k_F, the effects of deformation on the NMD of the RMF model are investigated using the total and single-particle NMDs. For the region k k_F, the high-momentum components of the RMF model are modified by the effects of NN correlation, which agree with the experimental data. Comparing the NMD of relativistic and non-relativistic mean-field models, the relativistic effects on nuclear structures in momentum space are analyzed. Finally, by analogizing the tensor correlations in deuteron and Jastrow-type correlations in nuclear matter, the behaviors and contributions of NN correlations in ~(56)Fe are further analyzed, which helps clarify the effects of the tensor force on the NMD of heavy nuclei.     

Structure of nuclei far from the stability in relativistic approach

The recent progress of the relativistic many-body approach by the group at Peking University will be reviewed. In particular, axially deformed relativistic Hartree-Bogoliubov approach in Woods-Saxon basis aiming at halo nucleus, time-odd triaxial RMF approach, the adiabatic and configuration-fixed constrained triaxial RMF approaches, a Reflection ASymmetric RMF (RAS-RMF) approach, and a new relativistic Hartree-Fock (RHF) approach with density-dependent σ,ω,ρ and π meson-nucleon couplings for finite nuclei and nuclear matter, will be highlighted.     

相对论核多体研究进展

简要评述了相对论核多体理论最近的发展及其在核物质和有限核的微观描述方面的应用 ,所涉及的理论框架主要是相对论 Brueckner- Hartree- Fock理论和相对论平均场理论 .例举了某些最新的应用领域 ,同时也讨论了若干待解决的问题和可能开展的工作. Relativistic many body methods, which include the relativistic Brueckner Hartree Fock (RBHF) theory and the relativistic mean field (RMF) approach, were introduced, while their progress and application for nuclear matter and finite nuclei were presented. The open questions in this field and the trend in future were also discussed.     

Level inversion of N=9 isotones in the relativistic mean-field theory

We have studied the ground state properties of N=8 and N=9 isotones in the framework of the nonlinear relativistic mean-field (RMF) theory using force parameters NL-SH. Calculations show that the RMF theory can describe experimental data of binding energies and radii for these nuclei. The RMF theory can also reproduce the level inversion of N=9 isotones well if the ρ tensor coupling is included. One-neutron halos in ¹⁵C and ¹⁴B are predicted.