基于BHF理论的原子核微观光学势研究

发布时间：2020-07-24 03:18

【摘要】：最近,非相对论Brueckner-Hartree-Fock(BHF)方法通过引入三体力的贡献,能够更好地再现核物质饱和点的经验性质,并且对核子有效质量劈裂、对称能密度依赖行为以及自能的同位旋依赖性等核物质性质也得到比较合理地描述。在此基础上,我们采用Argonne V18核子-核子现实核力,通过自洽求解BHF方程得到核介质中核子有效相互作用G矩阵,并得到核子自能。不但计算了对称核物质核子自能,而且还推广计算了不对称核物质核子的自能,计算中考虑了三体力的贡献,发现三体力对核子自能的影响在不同道的贡献不相同,有的表现为吸引作用,有的表现为排斥作用。基本上在低密度时三体力的影响不明显,在高密度时三体力的贡献变得很重要。进而我们研究了核物质中核子的微观光学势,通过拟合密度依赖的不同能量下的核物质光学势,给出了核物质中微观光学势实部和虚部参数化的表达式。在定域密度近似下,可以得到有限原子核16O、40Ca、90Zr和208Pb在入射中子和质子具有不同入射能量下的光学势,同时和唯像的Koning-Delaroche光学势进行比较。对于所选择的原子核和能量,发现微观光学势比相应的唯像光学势在原子核内部要深些,而且两者在原子核的表面的行为差别较大。采用获得的微观光学势,我们计算了中子和质子与这些原子核发生弹性散射过程的弹性散射微分截面d6/dQ、分析本领Ay和自旋转动函数Q,并与相应的实验数据和采用Koning-Delaroche唯像光学势的计算结果进行比较。总体上,对于散射微分截面d6/dΩ,在入射粒子能量较低时(50MeV),我们的计算结果与实验结果符合的比较好;在入射粒子能景较高时(50MeV),在小角度的计算结果和实验符合的较好,大角度时则略高于实验结果。对于分析本领Ay和自旋转动函数Q,对于有些原子核,比如O和Ca,我们的计算结果符合实验较好;对于Zr和Pb原子核,采用微观光学势计算的结果基本可以描述分析本领Ay和自旋转动函数Q随角度变化的趋势,但是描述的精度不够。总之,采用微观的光学势可以比较好地描述中子和质子与原子核发生弹性散射的一些可观测量,整体上的趋势和规律与Koning-Delaroche势的结果以及实验结果基本一致。说明采用微观核多体理论得到的光学势能反映原子核光学势的基本特性,并且计算过程无可调参数,这使得微观光学势在大质量和宽能量范围内能够得到更好地推广,可用于描述非稳定原子核反应过程。更进一步,可以考虑超越平均场的贡献,以提高描述弹性散射可观测量的精度。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O571
【图文】：

华北电力大学硕士学位论文逡逑图２－２〈叫Ｈ｜（ｄ）－＇叫０｜｜〉的费曼图。逡逑上面所举的例子是＜0Ｇ｜Ｈ邋ｉ邋（Ｓ0－Ｈ0）＿１ＰＨ！邋｜ｄ）0：＞的贡献中的一种，事实上还可以逡逑通过用组合不同的氏中的项来获得其他项的贡献，每种不同的组合都有对应的逡逑费曼图。而全部可能的组合之和，体现所有可能过程逡逑的总和。在物理上，大量粒子数近似下连接图（不连接图）的贡献则正比于粒子逡逑数（粒子数的平方），因此便会有一个不合理的正比于粒子数平方的贡献出现在逡逑三阶项中。因为展开式（２－８）中的二阶项能够抵消不连接图的贡献，留下三阶项逡逑的连接图贡献所以是解决此问题的关键。此外，Ｇｏｌｄｓｔｏｎｅ等人成功的证明了展逡逑开式（２－８）中第ｎ阶对能量的贡献恰恰是对所有ｎ阶连接图求和

程吸引作用；（０介子矢量场和核子具有强矢量耦合，提供了强短程排斥；Ｐ介逡逑子和核子具有强张量耦合，并且和核介质的自旋和同位旋性质有着紧密的关联；逡逑图２－６清楚的给出了所有的三体合力。它们分别表示不同的基本微观过程对核逡逑子相互作用的介质修正的贡献。由图２－６看出，此微观三体力模型包含了邋：邋１．逡逑如图２－６邋（ａ）对三体核力的贡献为自由核子一反核子对虚激发过程对核子相互作逡逑用中同位旋标量介子（0，0＞）交换部分的介质修正；２．如图２－６邋（ｂ）对三体核力的贡逡逑献为核子共振态Ｒｏｐｅｒ（即Ｎ＼ｌ４４０），自旋和同位旋Ｊ＝Ｔ＝ｌ／２）中间虚激发对核子逡逑相互作用中（0，（0）交换过程的介质修正；３．与核子相互作用中（７ｉ，ｐ）介子交换过程逡逑相联系的三体核力，见图２－６邋（ｃ），其中包括自由核子一反核子对虚激发和核子逡逑共振态中间虚激发过程的贡献（见图２－６邋（ｃ－１）与介子一核子非线性耦合相关的逡逑贡献（见图２－６邋（ｃ－２））以及介子一介子相互作用导致的三体核力（图２－６（ｃ－３）。同位逡逑旋标量介子0和（0交换过程中由于受到守恒定律的限制，因此不可能发生和核逡逑子共振态Ａ相联系的中间虚激发过程而能够发生的最低的核子共振态是逡逑Ｒｏｐｅｒ。Ｒｏｐｅｒ共振态能量只比Ａ（１２３２）高约２００ＭｅＶ，但是不能忽略他的贡献；逡逑此外

＇３）逡逑图３－丨ａ．有无三体力对于结合能的影响。逡逑＾３邋Ｉ逦■逦Ｉ逦？逦Ｉ逦？逦Ｉ逦／￣＼逦？■？？■？■逡逑４－—３ＢＦ逦：邋一邋＼逦＾逡逑＞逦３：逦Ｓ邋１逡逑Ｉ逦２逦］ｐ逦古２逡逑ｍ邋１：邋＾逦广逦］Ｄ逦、、、逡逑０逦—？逦■逦？逦逦逦？逦■逦？逦邋－３逦—１—逦逦？逦逦逦？逦逦逦？逦逡逑１逦２逡逑１：：邋：逡逑ｍ邋＇４：逦ＪＤ２邋ｖ邋；邋ｉｉｒ邋＿８．邋ｊＰＦ３逦、：逡逑＿５０．０４逦０．０８逦０．１２逦０．１６逦０．０４逦０．０８逦０．１２逦０．１６逡逑ｐ（ｆｎＴ）逦ｐ（ｆｍ＂Ｊ）逡逑图３－１邋ｂ．有无三体力对于结合能的影响。逡逑２３逡逑

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本文编号：2768240