极端条件下原子核性质的研究

近几年来，北京大学重离子物理研究所低能核物理研究组，对极端条件下原子核性质研究取得了一些成果，其中包括原子核的高自旋态，超形变带及远高β稳定线核的性质。     

导出卢瑟福公式的简易方法

卢瑟福公式在《理论力学》教材中一般是从比耐公式出发导出来的,过程比较复杂.现介绍一个用动量矩(角动量)守恒律来导出卢瑟福公式,方法比较简单.-a质点运动的性质 把一个a质点射入原子中,因为a质点带电荷2e,原子核带正电荷2e,(Z为原子的原子序数)它们相互作用遵循库仑定律斥力:又因原子核的质量一般比a质点的质量大许多倍,故近似的可以认为原子核不动,所以a质点运动的性质,是在平方反比斥力的有心力的作用下的运动问题.a质点的轨道是双曲线的一支,这时力心(原子核)在轨道凸的一边.二示意图说明 如图:o代表原子核(力心)的位置,设a质点在力…     

Skyrme力与原子核性质研究

近二十年来,Skyrme力已被广泛地应用于低能核物理的许多领域。本文将回顾和总结Skyrme力在以下几方面的应用情况:Hartree-Fock(HF)、自洽半经典(SCSC)计算与原子核的基态性质,无规位相近似,Sum rule方法与巨共振性质,微观光学势与相关物理量的计算,以及核一核光学势与熔合位垒的计算等。     

Skyrme力与原子核性质研究

近二十年来,Skyrme力已被广泛地应用于低能核物理的许多领域。本文将回顾和总结Skyrme力在以下几方面的应用情况:Hartree-Fock(HF)、自洽半经典(SCSC)计算与原子核的基态性质,无规位相近似,Sum rule方法与巨共振性质,微观光学势与相关物理量的计算,以及核一核光学势与熔合位垒的计算等。     

中、高能核物理的一些进展

自从1932年发现中子之后,人们确信原子核是由中子和质子组成的.在此基础上发展了一系列的模型理论.首先,尼尔斯·玻尔用液滴模型成功地解释了核密度的饱和性,随后发现了原子核的幻数现象,并由此建立了原子核的壳层结构模型.五十年代初期,奥格·玻尔又提出了描述原子核集体运动的综合模型,解释了一系列原子核的低激发态性质.六十年代以来,又发展了核多体方法的微观理论,在解释低能核物理现象方面,取得了相当的成功. 七十年代以后,随着实验精度的提高以及用高能粒子(或由此得到的次级粒子)轰击原子核的实验增多,这些新的高能核物理现象,给原子…     

原子核内光子的有效质量

研究了无限大核子费密气体和有限原子核内电磁场的性质.由于电荷密度算符的基态期待值在核子费密气体内不为零,电荷的U(1)定域规范对称性自发破缺.微扰计算光子的自能可知在核子费密气体内光子有效质量与质子的标量密度有关.在饱和密度ρ0=0.16fm^－3的正常核物质中,光子有效质量为5.42MeV;在²³⁸U原子核的表面处,光子有效质量约为2.0MeV.在这一问题中,这两种方法是等价的.同时文章指出正是由于原子核表面处有质量光子的两体衰变导致在低能²³⁸U+²³²Th重离子碰撞实验中正反电子对尖锐谱线的发现.     

Weizsacker-Skyrme核质量公式

厦予孩质量公式的建立和完善对于研究超重核与滴线核结构、低能核反应以及核天体物理非常重要。通过结合原子核宏观一微观方法与微观的skyrme能量密度泛函建立起来的weizsacker—skyrme核质量公式皋有稀鏖高？,参数少取运算量小的特点。本文对该质量公式及其创新点进行简单介绍,并针对如何进一步改进原子核质量公式提出一些建议。     

原子核转动的新机制——磁转动

 1997年,美国《物理评论快报》第78和79期上连续发表两篇实验论文,证实原子核的转动和转动能带存在一种全新的机制。以前熟悉的转动带都是原了核大形变或超形变的结果,它们都与大的电四极矩和强的电四极跃迁相联系。1993年,理论预言,对于形变很小甚至接近球形的原子核也可以存在转动带。初期实验很快就在A=190～200质量区发现了这种转动带,它具有以下很不寻常的性质:(1)能谱很有规律,类似于大形变核的高K带,仍符合J(J+1)规律。(2)带内能级间跃迁属于ΔJ=1的磁偶极跃迁,并且磁偶极约化跃迁几率B(M1)非常大,它随能级自旋值的增加而减小。     

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.     

低能带电粒子核反应

低能带电粒子核反应是近代核物理研究中的一项重要内容。从1932年考克娄夫特(Cock-roft)等完成第一次人工加速粒子所引起的核反应以来,近三十年随着带电粒子加速技术及核物理实验方法的飞跃发展,在这个领域内已经作出了大量的工作,对推进原子能事业及核物理基本研究起了极为重要的作用。从基本研究的意义来说,低能带电粒子核反应大体上包含两个方面:一是关于核反应能谱学的研究。通过实验定出原子核能级的有关性质,以与核结构理论作比较,从而帮助我们了     

基于Weizsäcker-Skyrme核质量公式研究原子核基态性质

基于一个半经验的原子核宏观 微观质量公式——Weizsäcker-Skyrme质量公式, 研究了原子核的形变、 滴线、 壳能隙和超重核α衰变能等相关性质, 发现该模型能较好地再现实验结果。与此同时, 探索了原子核对称能系数对原子核质量公式的影响和超重稳定岛的可能位置。     

物理学家制造出首批反原子

1996年初,欧洲物理学家透露了他们关于反物质研究的一项新成果。日内瓦欧洲原子核研究委员会(CERN),粒子物理中心的研究人员制造出首批反原子。利用欧洲原子核研究委员会的低能反质子环(Low—Encrgy Antiproton Ring),一个国际研究小组制造了11     

原子核的电荷恰等于原子序数吗?

基本粒子的电荷为一恒值,这是物理学中一个很基本的假定.我们化多年的业余时间调查研究了有关基本粒子电荷的实验依据,着重的分析了有关测定原子核荷的实验资料,得出核荷以一定规律偏离原子序数,从而推出基本粒子的电荷可能随粒子所处的状态(或能量)而变化.最近在整理本文时看到国外 Leiby等有类似的想法,提出电荷与能量互为转换.下面将我们工作的主要结果提出来供同志们讨论. 一、对核荷的传统看法 及其实验依据 核荷就是指原子核所带的电荷.卢瑟福(Rntherford)1911年首先用a粒子散射原子发现原子有核存在,原子核带正电荷,核外电子带负电…     

用中能重离子反应合成新核素的一种可能机制

合成远离β稳定线核素,进而研究它的性质,发现原子核结构的新规律,是核物理研究的重要课题之一。迄今为止,重离子核反应已成为合成新核素的重要手段。人们利用低能(库仑位垒附近)重离子核反应合成新核素,主要通过熔合蒸发、若干个核子的转移和深部非弹性碰撞等反应过程。经过多年的努力,已得到许多的研究成果。中能(20-100MeV/A)重离子加速器的建成和中能区重离子核反应的研究,给核素合成工作带来新的发展和希望。     

类氢原子核质量对电子状态的影响

在孤立的两体复合系统中,讨论其中一体的变化如何影响另一体的状态,有助于了解单粒子混合态与纯态的关系.本文讨论5个孤立的一维类氢原子模型系统,原子核的质量互不相同.这5个两体(电子与原子核)复合系统的相对运动状态都处于纠缠态,其中电子状态都用约化密度矩阵表示的混合态描述.在原子核质量趋近无穷大的一维氢原子模型中,电子处于纯态.为比较这里的纯态和混合态,在位置表象中计算了这些混合态的纯度、它们分别与纯态的保真度、以及所有这些态的相干性.研究表明,原子核的质量越大,纯度和保真度越接近1,混合态的相干性与纯态的也越接近.这样的纯态及其相干性可以是这种混合态及其相干性的近似,并与原子核及库仑相互作用有关.     

C,Al,Cu,Sn,Pb等原子核对高能π~+,K~+介子及质子的吸收截面

在联合原子核研究所同步稳相加速器上,研究了高能π~+、K~+介子和原子核的相互作用。利用角度式气体契连科夫速度选择器,选择出纯度约达99％的K~+介子束。测量了C,Al,Cu,Sn,Pb等原子核对动量为2.72,3.70,4.75Бэв/с的π~+介子的吸收截面;C,Al,Cu等原子核对动量为4.75Бэв/с的K~+介子的吸收截面;C,Sn,Pb等原子核对动量为2.72Бэв/с的质子的吸收截面。 利用光学模型,对所得的数据进行了分析。根据π~+介子数据得到的原子核半径公式,与T.Bowen根据π~-介子的测量数据所得结果不同,而和由低能中子散射工作所得结果(R==1.37A~(1/3)×10~(-13)厘米)相符。根据K~+介子数据得到,高能K~+介子与核子相互作用全截面的平均值应为 _(KN)=16.5毫巴。     

原子核的高自旋态

本文回顾了原子核高自旋态研究工作的进展情况。七十年代初回弯现象的发现对原子核集体运动的研究方向发生了深刻影响。目前已公认正确的回弯机制是Stephens-Simon提出的带交叉。现正广泛使用转动势场中的单粒子运动(推广的Nilsson模型)来分析高自旋态的性质。由于原子核高速旋转而产生的一系列新的问题,包括原子核超导性的破坏、粒子角动量沿核集体运动方向的顺排、形变及壳结构的改变等,正引起人们广泛注意。理论预言,极高速旋转的原子核会出现扁旋转椭球形变和所谓“晕坑”,但实验上尚未观测到。从实验分析发现了Coriolis减弱问题,其原因仍是一个未解决的难题。     

角动量投影HF方法中的电磁跃迁

本文讨论了严格的角动量投影形变哈特里-福克(PDHF)波函数用于研究原子核性质的一般问题.给出了多粒子体系的单体张量算符在PDHF波函数中的矩阵元公式.计算了偶钛核低激发态间的γ跃迁B(E2)值,找到了带交叉的证据.     

原子核的高自旋态

本文回顾了原子核高自旋态研究工作的进展情况。七十年代初回弯现象的发现对原子核集体运动的研究方向发生了深刻影响。目前已公认正确的回弯机制是Stephens-Simon提出的带交叉。现正广泛使用转动势场中的单粒子运动(推广的Nilsson模型)来分析高自旋态的性质。由于原子核高速旋转而产生的一系列新的问题,包括原子核超导性的破坏、粒子角动量沿核集体运动方向的顺排、形变及壳结构的改变等,正引起人们广泛注意。理论预言,极高速旋转的原子核会出现扁旋转椭球形变和所谓“晕坑”,但实验上尚未观测到。从实验分析发现了Coriolis减弱问题,其原因仍是一个未解决的难题。     

低能重离子碰撞过程中的壳效应

利用耗散动力学方程与主方程耦合求解并在考虑壳修正的情况下计算了单闭壳原子核碰撞系统和非满壳原子核碰撞系统的电荷、质量的一次矩、二次矩和中子质子关联函数.对于两类不同的碰撞系统而言,电荷、质量的二次矩和中子质子关联函数均存在系统而明显的差别.将理论计算结果与实验值比较,基本一致.表明壳效应对于低能重离子碰撞中的电荷、质量二次矩和中子质子关联函数的影响是明显的.