夸克平均场模型研究有限核及超核

采用组分夸克模型描述重子,首先由自由核子及超子的性质定出模型参数,进一步考虑核介质中重子性质的变化,核介质中的介子平均场直接与重子内部的组分夸克相互作用.夸克平均场模型已被用于研究有限核及超核的性质,能够给出令人满意的有限核及超核的性质,该模型也预言了核介质中核子体积的膨胀及核子有效质量的降低. The quark mean field model, which describes the baryon by using the constituent quark model, is applied to study the properties of finite nuclei and hypernuclei. The meson mean fields couple directly with the quarks and change the properties of baryons in nuclear medium. The quark mean field model provides satisfactory results on the properties of spherical nuclei and hypernuclei. It also predicts an increasing size of the nucleon as well as a reduction of the effective mass in the nuclear environment.     

手征胶子修正夸克平均场模型

这项工作利用考虑π介子与胶子效应的夸克平均场模型研究原子核结构的基本性质。在夸克平均场中,核子由三个束缚在谐振子势场中的组分夸克构成。描述强相互作用的量子色动力学必须满足手征对称性,此外夸克之间也需要通过交换胶子相互作用。因此,在夸克平均场模型中,对利用夸克势获得的核子质量考虑π介子修正与胶子修正。通过少数稳定有限核的结合能与半径实验值确定模型中的未知参数,获得了一组夸克平均场相互作用参数,QMF-NK。利用该组参数计算40Ca和208Pb的电荷密度分布,发现与实验值符合很好。随后获得了与经验值一致的对称核物质的饱和性质。包含π介子修正和胶子修正的夸克平均场模型能够更好地描述有限核和核物质的性质。The basic properties of nuclear structure are studied within the quark mean field (QMF) model by taking the effects of pions and gluons into account. In QMF, the nucleon is made up of three constituent quarks confined by a harmonic oscillator potential. The quantum chromodynamics describing the strong interaction must satisfy the chiral symmetry and quarks interact with each other through exchange of gluons. Therefore pion correction and gluon correction are included in the nucleon mass obtained by using quark confinement potential in quark mean field model. We determine the unknown parameters in the model by fitting the experimental data of the binding energies and radii of several stable finite nuclei and obtain a set of parameters of quark mean field interaction, named QMF-NK. The charge density distributions of 40Ca and 208Pb are calculated, which are in good agreement with the experimental data. Later the saturation properties of symmetric nuclear matter which are consistent with the empirical data are obtained. With the pion and gluon corrections, the QMF model could treat finite nuclei and nuclear matter better.     

密度相关袋常数的夸克介子耦合模型关于核物质和有限核的研究

由满足手征对称的Nambu-Jona-Lasinio(NJL)模型出发, 计算得到袋常数的密度相关性, 并将其与夸克介子耦合(QMC)模型相结合, 研究核物质和有限核的性质. 结果表明, 该模型能够成功地描述核物质的性质, 但得到的有限核结合能过大, 其中重整势起了非常关键的作用.     

N-N关联和有限核相对论平均场方法

密度有关的核子-介子相互作用耦合常数是在相对论平均场近似下用核物质的相对论Brueckner-Hartree-Fock近似计算的自能参数化得到的.这种密度有关的相互作用考虑了介质中N-N关联效应,用这种密度有关的相互作用来研究有限核的基态性质,如单粒子能级,平均结合能,电荷均方根半径,与实验值较好地符合,同时还与其它模型的结果进行了比较.     

对Λ超核的相对论平均场计算

使用新的相对论平均场力参数TW1和ML-SH对A超核的基态性质进行了研究,发现上述参数能得到Λ超核令人满意的理论结果,两套参数的结果差别不大,特别是Λ超核的结果不依赖于有效核子一核子相互作用力参数,在研究超核中考虑了对关联的影响,发现它导致了奇偶效应.     

Skyrme型N∧相互作用下超越平均场模型的∧超核研究

使用超越平均场Skyrme-Hartree-Fock（SHF）模型对_∧9Be,_∧∧10Be,_∧13C和_∧21Ne进行计算,采用SLy4参数组的Skyrme力作为NN相互作用力,采用最近提出的SLL4参数组的Skyrme力作为N∧相互作用。计算中包含了超子的自旋-轨道力以再现单粒子态的自旋-轨道能级分裂和不交叉效应,并采用BCS方法处理对力。讨论了不同组态超核的相关性质,包含12C⊗∧[000]1/2+,12C⊗∧[110]1/2-,12C⊗∧[101]3/2-和12C⊗∧[101]1/2-及8Be⊗∧[000]1/2+,8Be⊗∧[110]1/2-,8Be⊗∧[101]3/2-和8Be⊗∧[101]1/2-。计算了_∧9Be,_∧13C的低激发能谱并与实验值进行了比较。结果表明,采用的超越平均场SHF模型能很好地再现∧超子占据s_∧轨道的正宇称能级。对8Be的计算结果表明该模型可以很好地再现8Be的集团结构,可以得出_∧9Be的真实超核态能级和9Be类似态。对_∧9Be及_∧13C的计算均再现了自旋双重态（3/2+,5/2+）,但是得到的双重态能级差依然与实验值有出入。此外,对于上述超核体系均在∧超子占据∧[000]1/2+轨道时产生了收缩效应。还对_∧21Ne进行了计算并和超越平均场RMF模型计算结果进行比较,发现两者计算结果虽有细节上的出入,但是结果基本一致。The beyond-mean-field Skyrme-Hartree-Fock approach is adopted to investigate the properties of _∧9Be, _∧∧10Be, _∧13C and _∧21Ne. The nucleon-nucleon (NN) interaction SLy4 and the nucleon-hyperon(N∧) interaction Skyrme-type SLL4 are used. The spin-orbit force of hyperon is included to show the spin-orbit splitting and non-crossing effect with BCS method to deal with pairing force. Energies of different configurations, such as 12C⊗∧[000]1/2+, 12C⊗∧[110]1/2-, 12C⊗∧[101]3/2-, 12C⊗∧[101]1/2-, 8Be⊗∧[000]1/2+, 8Be⊗∧[110]1/2-, 8 Be⊗∧[101]3/2- and 8Be⊗∧[101]1/2- are given and used to study the effects of ∧ occupying different orbitals. The calculated energy spectra, including both positive-and negative-parity levels, are given and compared to the experimental data. The observed positive-parity spin-doublet (3/2+,5/2+) are successfully reproduced, but the energy difference needs further investigation. The two well known band structures corresponding to the genuine hypernuclear states and the 9Be-analog states are also obtained and compared with the observed ones. The shrinkage effect of ∧ occupying ∧[000]1/2+ is investigated through the density distributions of nuclear core. And finally the calculation results of _∧21Ne are given and compared with the results of RMF method, which are nearly the same but with differences in some details.     

N－N关联和有限核相对论平均场方法

密度有关的核子－介子相互作用耦合常数是在相对论平均场近似下用核物质的相对论Ｂｒｕｅｃｋｎｅｒ－Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ近似计算的自能参数化得到的．这种密度有关的相互作用考虑了介质中Ｎ－Ｎ关联效应，用这种密度有关的相互作用来研究有限核的基态性质，如单粒子能级，平均结合能，电荷均方根半径，与实验值较好地符合，同时还与其它模型的结果进行了比较。     

超新星核中的夸克相变及夸克质量效应

分别基于组夸克质量模型和流夸克质量模型, 讨论了超新星核心区两味夸克物质到更稳定的三味夸克物质的相变过程. 结果表明, 两种质量模型下相变的特征时标都短于10^-8s, 且质量越小的流夸克质量模型的相变速率越快;组分夸克质量模型下所得到的超新星核区的s夸克丰度, 中微子丰度及中微子总能量(除温度)相比前人的结果有轻微的增加, 而流夸克质量模型下所得到的这些参量的增加更为明显, 采用流夸克质量模型更有利于超新星的中微子延迟爆发机理的成功. 关键词： 夸克相变 组分夸克质量 流夸克质量 超新星     

夸克-介子耦合模型

对夸克-介子耦合模型的研究进展及现状进行了简述.在此基础上,利用非拓扑孤子袋模型的思想和改进的夸克质量密度相关(IQMDD)模型,考虑夸克之间的排斥作用而加入ω介子,称为IQMDD-Ⅰ模型,得到了基态波函数和介子场满足的方程.利用平均场近似方法,通过得到的基态夸克波函数计算了核子的均方根半径和磁矩等可观测量,其结果与实验值吻合得较好.     

超核的相对论平均场计算

利用相对论平均场方法计算了奇异、粲和底超核的部分性质,包括各种不同味的超核的单粒子能量以及其他一些静态性质,并对结果进行了比较.对各种味的重子的势阱深度和耦合常数做了估计,得到丰富的结果.建议寻找质量数大于10?0的粲超核.同时探讨了不同重子杂质对原子核芯性质的可能影响.     

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.     

推转相对论平均场方法中超形变核的全同带

用转动框架中的相对论平均场理论描述超形变核.核流以及相应的矢量介子场空间分量全部被考虑在内.研究结果表明,在质量数相差二的原子核中特定轨道的填充能够产生这样的一些带,其退激发γ能量最多相差几个keV.理论结果在一定的角动量范围可以与实验值比较.     

基于手征SU(3)夸克集团模型的YN相互作用和轻超核研究

采用基于手征SU(3)夸克集团模型的YN相互作用位,计算了轻Λ超核5ΛHe,4ΛHe和4ΛH的能谱.结果显示,近似的等效定域ΛN相互作用位不能给出正确的超核结合能,而非定域ΛN位能给出超核5ΛHe结合能的合理范围以及超核4ΛHe和4ΛH能级的正确顺序.这表明YN相互作用的非定域性起着重要的作用.计算中采用了2套模型参数,计算结果正好给出实验值的上下限.这表明超核的实验数据可以提供更多的信息来进一步约束YN相互作用,以弥补YN散射实验数据的不足.利用超核实验数据来优化选择YN相互作用参数是有可能做得到的.     

Skyrme Hartree-Fock模型对中等质量超形变超核的研究（英文）

采用Skyrme Hartree-Fock 模型和微观的核子-超子相互作用对Ar 同位素和40Ca 及相应超核的超形变态进行了研究,计算结果表明,基态的Λ 超子分离能比激发态的大。这一结果与反对称化分子动力学模型的结果一致,而与相对论平均场的结果相反。这区别主要来源于不同模型中不同的相互作用导致的核心核及相应超核密度分布的不同。The superdeformed (SD) states in medium heavy hypernuclei with core nuclei of Ar isotopes and 40Ca are studied in the frame of Skyrme Hartree-Fock (SHF)+ BCS model together with a microscopic ΛN interaction. The calculation indicates that the Λ separation energy S_Λ of ground state is larger than that of SD state. The result is consistent with the antisymmetrized molecular dynamics (AMD) calculation, but inconsistent with that of relativistic mean field (RMF). The difference comes from the different interaction and density distribution in the core nuclei and the corresponding hypernuclei.     

Electric and Magnetic Form Factors of Proton in Relativistic Constituent Quark Model

Based on relativistic constituent quark (RCQ) model, the electric and magnetic form factors are analyzed. The ratio of the two form factors for the proton $G_{E_p}/G_{M_p}$, which is an image of its charge and magnetization distributions, is calculated in the light-front formulism of RCQ model. Recently, this ratio was measured at the Thomas Jefferson National Accelerator Facility (JLab) using the polarization technique. The new data presented span the range 3.5 GeV²<Q²<5.6 GeV² and are well described by a linear Q² fit. Also, the ratio $\sqrt{Q^{2}}F_{2p}/k_{p}F_{1p}$ reaches a constant value while Q² becomes larger than 2 (GeV)². Our calculation results are presented and appear to be consistent with the experimental ones.