相对论平均场理论对Λ,Σ和Ξ超核的研究

发布时间：2020-04-03 00:32

【摘要】：自第一例Λ超核被发现后,超核物理在实验和理论上受到广泛关注,成为核物理研究的一个重要分支。相对论平均场理论是最为成功的微观方法之一,不仅在描述中重区域普通原子核的结构性质中取得了巨大的成功,而且对于包含奇异自由度的超核结构以及重子重子相互作用给出很好描述。本文将相对论平均场理论拓展到包含Λ,Σ,和Ξ奇异自由度,恰当选取超子-核子相互作用,研究超核结构。具体包括以下三部分:(1)以~(40)Ca为核芯,通过引入不同类型超子(Λ、Σ~(+,0,-)和Ξ~(0,-)),比较了不同超子的平均势场、单超子能级、密度分布,并研究了超子对核芯的杂质效应。整体上看,由于Λ和Σ~0同为电中性超子且两者与介子的耦合强度十分接近,因此它们有着相似的粗块性质;然而,对于电中性的Ξ~0超子而言,由于其更弱的耦合强度,导致Ξ~0超子有着最浅的平均势场和最弥散的密度分布。库伦相互作用在含带电超子Σ~+、Σ~-和Ξ~-超核中扮演着十分重要的角色。因此,不同的超子对核芯~(40)Ca有着不同的杂质效应。例如:Ξ~0和Σ~+超子的加入导致中子半径R_n变小、Ξ~-和Σ~-超子的加入导致R_n变大、Λ和Σ~0超子的加入R_n基本不改变。(2)以超核~(40)Ca+Y(Y=Λ、Σ~(+,0,-)和Ξ~(0,-))为例,研究了ωYY的张量耦合效应对单超子能级的影响。研究表明,ωYY的张量耦合效应对于不同超子的自旋轨道劈裂存在明显不同的影响。尤其在Ξ超核中随张量耦合强度的变化甚至可以出现能级反转现象。(3)以~(16)O+Y、~(40)Ca+Y、~(90)Zr+Y、~(208)Pb+Y超核为例,研究了单超子结合能的质量依赖性。一般情况下,超子的结合能随质量数的增加而变大,但是对于不同超子在数值上存在明显的差异。此外,对于带正电荷Σ~+超子而言,其单超子结合能在超核处出现拐点。这是由于随质子数的增加,不断增强的库伦排斥作用所导致的。
【图文】：

超核,正在进行

图 1.1 世界范围内正在进行与计划进行的超核实验。取自文献[6]。自然界中不存在稳定的超核。自 20 世纪末以来，大型的放射性核束装置以及探测技术得以飞速发展，世界上许多实验室产生了关于超核的实验数据用以研究奇特原子核，如图 1.1，例如欧洲核研究组织(CERN)、美国布鲁克海文国家实验室(BNL)、美国杰弗逊实验室 (JLab)、日本高能加速器研究机构 (KEK)、日本质子加速器研究综合体 (J-PARC) 和德国美因茨电子回旋加速器实验室(MAMI)。还有许多正在建设的实验装置和将要展开的超核实验计划都对未来的超核研究具有重大意义，如我国正在建设的强流重离子加速器装置(HIAF)和德国反质子与离子研究装置(FAIR)。实验上对于单 Λ 超核的研究最为广泛并且获取了较为丰富的实验数据。目前实验上已发现存在束缚态的单 Λ 超核有 30 多例，从到之间[7-9]。然而，非常遗憾的是 Σ 超核在实验上仅发现了一列存在准束缚态的超核，[10-11]。对于奇异数 S = -2 的超核而言，由于实验上很难产生高强度、中等能量的介子束流，从而导致实验上能观测到的奇异数 S = -2 超核数据非常稀缺。到目前为止，实验上公认所发现存在束缚态的双 Λ 超核仅有三例，，分别是

素图,文献,事件,结合能

1 绪论乳胶实验[15]，首次清晰的测得了的质量以及体系的结合能，并且测到了ΛΛ 之间的结合能为正值，这也意味着 Λ-Λ 之间存在着吸引的用。这个事件被人们称为“Nagara”事件。同时，对于同样是 S = -2 的核而言，实验上目前比较可信的存在束缚态的事件也仅有三例，分别是[16]、[17]和[18]。尤其是最近关于实验，通过反应过程，第一次在实验上清晰在束缚的系统中 ΞN 是吸引相互作用。这次事件的发现是超又一新里程碑，人们将之称为“Kiso”事件。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O571

【相似文献】