稳定核素分布的整数律

一、新的原子核图原子核都由一定数目的质子和中子(统称为核子)组成。在以质子数Z、中子数N或质子数Z、核子数A为坐标的原子核分布图中,核素稳定区呈窄长条形,稳定线是一条斜度渐增的折线。这种图常需分幅绘制,使用不太方     

高能加速器和对撞机

人类在征服自然的进程中向着两极进军。一方面是探索辽阔无边的宇宙空间,另一方面是穷究物质最细微的组分。关于后一方面的研究,以二十世纪初发现原子的结构作为开端。实验证实了原子核的存在,后来知道,原子核是由总称为核子的质子和中子所组成。进一步的工作就是了解核子本身的结构和核子间相互作用的力场。在观察金属和生物细胞的结构时,我们需要用光学显微镜或电子显微镜。它们最后的分辨本领取决     

强磁场对中子星壳层结构的影响

中子星内壳层是由原子核与其周围的自由中子气和电子气共存而构成的非均匀物质.天文观测表明部分中子星内部可能存在高达10~(18)G的强磁场.因此中子星的内壳层结构会受到强磁场的明显影响.本文采用相对论平均场理论描述核子间相互作用,并考虑了质子和中子的反常磁矩.利用Wigner-Seitz近似描述中子星内壳层中的非均匀分布物质,并采用自洽Thomas-Fermi近似方法处理在强磁场环境中WignerSeitz原胞内的核子以及电子分布,从而研究强磁场对中子星内壳层中的非均匀相结构以及壳核相变等性质的影响.计算结果表明,与无磁场情况相比,内壳层中非均匀物质的每核子结合能、原子核pasta相结构和壳核相变密度等性质在磁场B≤10~(17)G的环境中不会发生明显变化.而B≥10~(18)G的强磁场会对中子星内壳层中的pasta相结构产生重要影响,使各种pasta相的每核子结合能降低,非球形原子核出现的阈密度和壳核相变密度减小.随着磁场强度B的增加,球形Wigner-Seitz原胞的半径减小,同时原胞内的核子分布变得更加弥散.     

奇特的强子X(3872)及其质量精确测量的新方法

<正>质子和中子通过强相互作用束缚到一起形成各种各样的原子核,再通过电磁相互作用与电子一起形成原子,从而构成了宇宙中的可见物质.强相互作用的基本理论是于20世纪70年代建立起来的量子色动力学(quantum chromodynamics, QCD).在QCD中,参与强相互作用的基本粒子是夸克和胶子.与质子和电子分别带正负电荷类似,夸克带有3种不同的色荷;与传递电磁力的光子不带电荷不同,在夸克间传递强相互作用的胶子具有8种色荷,从     

核子自旋之谜

质子与中子属于本世纪首批发现的亚原子粒子之列。它们居于原子核内、因此被称为核子。我们日常生活中所碰到的一切东西(包括你正在读的这一页文章以及你本身)．其组成成份的99．9％都是核了(剩下的0．1％是电子)。经过80年的实验研究和理论分析之后，我们已经了解了核子的许多性质，但是它们的某些基本性质对我们来说仍然是一团出人意外的谜。     

重介子

一核型原子:中子、质子和电子我们现在所知道的物质的原子的结构是由盧瑟福和他的同事所发现的,这是我们人类创造性的想像力的伟大成就之一。根据这种原子结构的说法,一切原子都是由一个中央原子核及其周围的负电子所构成的;我们可以用一百种左右的化学元素来解释我们所知道的各种不同形式的物质,这些化学元素根据原子核的正电荷和其周围的相适应的电子数而各不相同。     

核质问题的进展

所谓核质是指中子和质子组合成的相当于原子核内的物质的物质。平常假定核质内中子数与质子数相等,它的密度是一般原子核的中心部分的密度,核子间的互作用不算库伦力,而且想象它可以扩展到无穷大。     

反物质之谜

1897年,汤母生通过研究阴极射线测出了电子的荷质比;1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核产生了氧原子并发现了质子;1932年,查德威克从α粒子轰击,铍的核实验中发现了中子。这样,我们对自己所处的物质世界有了一个基本了解:不带电的中子和带正电荷的质子组成了原子核,带负电的核外电子绕核旋转,原子核和核外电子组成原子;原子再组合形成各种分子,各种性质不同的物质分子形成了美妙和谐的物质世界。     

探索中的五夸克粒子及其在原子核中的束缚态

多少世纪来，人们一直在为探索物质的基本组成而不懈努力着，从最原始的哲学意义上的“原子”到有一定科学依据的分子、原子，从质子和中子的发现到夸克和轻子的探测，等等。随着探索方法和实验手段的空前发展，随时都可能有惊人的新发现。例如，质子和中子再也不像以前人们认为的那样是不可分的点粒子，在高能电子与核子散射实验过程中，已明显地“看到”了核子的内部结构：组成它们的是夸克，由胶子传递的强相互作用把夸克“粘结”在一起。     

自然信息

核子大小变化的迹象通常认为原子核是由质子与中子组成的。原子核的电荷分布可用褶合质子的空间分布与质子本身内部的电荷分布来计算。但是,在过去的几年里,这一观点经受了认真的反思。有几个实验明确地表明,自由核子的性质与在原子核内的是     

原子核的分子现象

为了了解原子核的结构和性质,长期以来人们用电子、质子、中子和α粒子(氦原子核)等轻粒子去轰击各种原子核,通过对观测数据的分析逐渐认识到,许多原子核的结构类似于原子的球形壳层结构(核壳层模型),而另一些原子核的结构则具有明显的整体形变(核集体模型),近年来,由于重离子加速器在技术     

原子核电荷改变反应截面的测量及电荷半径

原子核是由强相互作用将核子(包括质子和中子)束缚而成的一个有限量子多体系统,是物质结构的一个重要微观层次,其尺度在费米量级.实验上,在不同能区开展的核反应是研究原子核结构和性质的重要手段.近年来,核反应研究的一个新的增长点是对奇特原子核开展电荷改变反应截面(charge-changing cross section, CCCS)的系统测量,探索可能存在的奇特结构和新奇现象.原子核电荷改变反应截面指的是炮弹原子核在与反应靶中原子核碰撞发生相互作用后,弹核中质子数减少的总概率,反映了参与反应的弹核和靶核之间的碰撞几何截面,可用于提取弹核的电荷半径.本文回顾了世界范围内原子核电荷改变反应截面测量的进展,内容从20世纪80年代末期放射性核束物理开始时的早期工作到远离稳定线丰中子原子核的最新进展;介绍了基于兰州重离子加速器装置(Heavy Ion Research Facility in Lanzhou, HIRFL)开展的研究工作,初步测量了30余个轻原子核的电荷改变反应截面,下一步计划开展sd壳原子核的系统测量,研究Z(N)=14、16处的壳层结构;讨论并分析了当前实验研究中的主要问题和拓展...     

编织宇宙的三角形

<正>概率学能与物理学擦出怎样的火花?数字又如何幻化出生命的光辉?想要搞清楚这些问题,你首先得具备基础的概率学和物理学知识。在浩瀚的宇宙中,有一颗行将就木的恒星。在发出黯淡红光的虚胖外壳之下,它犹如洋葱般被层层包裹,而最深处核心中的燃料早已消耗殆尽,再也释放不出任何能量。当外壳失去支撑后,会被恒星引力拉向核心,坍缩开始了。最壮丽的景象也许,这样的情节在寰宇中随时随地都在发生着。不过,今天我们要说的故事却比较特别。坍缩开始后,由铁组成的高密度内核不堪重负,电子被压进了原子核中。在弱相互作用力的影响下,电子与质子结合变成中子,随即释放出中微子。内核也因此被压缩成一颗由中子构成的中子星,而多余的能量则被转     

核酸三联体、氨基酸残基对应的一种球堆集模式

前言球堆集模式以质量数为基础。一个质量数由一个球粒子代表(即代表中子或质子)。以此种粒子作相互密堆时,13～14个粒子将堆成一个类似球状的带心20面体。由于原子核外的电子活动球域和同样大小的空穴球域(相当于量子化学中的空轨道)分别与核内质子和中子球粒为同心球,核的球粒子堆集画像在几何模式上可以认为是与原子堆集相对应的(后者由于相互     

轻核中多粒子关联的一些基本结构

六十年代以来,一系列实验事实告诉我们,原子核内核子之间的关联是有规律的,存在着一些基本的结构。例如,原子核的奇偶质量差及偶-偶核单粒子激发能谱的能隙现象反映了同类核子之间的对关联结构。这就是大家熟知的原子核的超导现象。近年来,随着重离子反应研究的进展,人们对核内n-p关联的重要性有了进一步的认识。我们知道,原子核内两个质子、两个中子结合得特别紧,一系列球形     

基本粒子的对称性、内部结构和相互作用

引言物质结构问题一直是物理学的一个中心问题。十九世纪的原子的发现,使人们对于物质的微观结构的认识跨进了一大步。以放射性物质的发现为先导的近代物理的发展,又进一步揭示出原子的内部结构。按照近代物理所揭示的图象,所有原子都是由原子核和围绕着原子核运动的电子组成的,而各种原子核又是由不同数量的质子和中子相互结合而成的。人们称质子、中子和电子等为“基本粒子”或“原始粒子”,认为这些粒子是组成所有物质的最原始的单元。近年来,人们利用高能加速器,产生了各种类型的基本粒子,数目达到五、六十种以上,并且可以按照类似于原子周期表的方式     

自然信息

中微子能和普通物质的核子相互作用,也能和原子中的电子相互作用。对弱相互作用的整个现代认识的关键是一项实验观察,它最早在日内瓦欧洲原子核委员会的伽格曼尔气泡室中进行,即当一个入射中微子和一个核子碰撞时,中微子会弹回来而不获得电荷。这种中性流(NC)过程和荷电流(CC)过程不同。在荷电流过程中,μ介子(或     

核力唯象理论

一引言核力是原子核理论中重要问题之一。对于核力的理解是系统地研究原子核结构和变化的基础。但这牵涉到基本粒子相互作用的问题,现有实验知识已清楚地证明了核子(质子和中子)间的相互作用极其复杂而多样化。最终地解决核力问题还有赖于基本粒子物理学在实验上和理论上的重大进展。现阶段研究核力问题的主要目的是从分析实验数据出发,以求对于核力     

π子和核结构

最近的实验表明,π子可用来研究核的大小和形状的细节,从而有可能成为研究核结构的一种新的强有力的工具。这种方法是,在π子-核子的(3,3)共振区(即量子数相当于角动量为3/2、同位旋为3/2的共振),比较正负π子的散射。负π子和中子、正π子和质子的共振振幅比负π子和质子、正π子和中子的共振振幅大三倍。于是通过振幅测量,有可能查明原子核各部分的中子和质子的相对数。     

核的摆动

原子核里面存在着许多种振动和转动运动。最近,发现了一种新的模式(运动方式),它仅存在于变形核中。变形的核有椭球的形状,中子和质子或多或少地均匀分布在椭球内面。在这个新发现的摆动模式中,质子椭球对于中子的分布是略为有些倾斜,两个椭球围绕一个共同的轴摆动。摆动伴随着质子运动发生的电流,这就提供了这个模式的实验信号;在摆动模式中,核可以为电子散射或光子吸收所激发。摆动模式是在西德的达木斯塔特(Darmstadt)电子直线加速器所进行的电子散射实验中首先发现