超高能重离子碰撞中的平均多重数

人们普遍相信超高能重离子碰撞不仅会提供关于强子物质而且会提供关于夸克物质的大量信息,因而分析和预言超高能重离子碰撞是一个有意义的课题,一些作者已经作了些探索。区别于核子-核子碰撞和核子-核碰撞,超高能重离子碰撞的一个最明显的特征是在末态有极大的粒子多重数。Biorken曾经估计,对于相同重子数的核-核碰撞,在快度中心区,单位     

超子-核子相互作用理论研究的最新进展

超核物理是核物理的一个重要分支,其微观理论的基本出发点为超子-核子相互作用.研究超子-核子相互作用不仅有助于理解奇异性在粒子物理与核物理中的作用,还可以检验SU(3)味对称性及其破缺程度.文章首先回顾了超核物理的起源,随后简要列举了在核物理、粒子物理以及天体物理等领域中,与超核物理相关的几个前沿热点问题,并指出研究超子-核子相互作用的重要性.接下来着重介绍超子-核子相互作用的理论研究历史及发展现状.在现有的相关工作中,研究方法主要包括唯象模型、格点量子色动力学模拟和手征有效场论.其中手征有效场论作为低能区量子色动力学的有效理论,在研究介子、重子等微观系统中展现出了独特的优势.因此,文章特别介绍了基于手征有效场论的超子-核子相互作用的最新理论研究进展.     

五夸克态的实验发现

2015年,大型强子对撞机上的LHCb实验在■衰变末态中,发现J/ψ和p不变质量谱中存在明显的增强结构.通过达里兹图分析,首次在实验上确认存在由5个夸克组成的粒子.全振幅分析表明,至少需要两个五夸克态才能很好地描述数据,这两个五夸克态被命名为Pc(4450)和Pc(4380). 2019年,利用9 fb–1积分亮度的数据,并采用重新优化了的选择条件, LHCb实验再次研究■衰变末态的J/ψ和p不变质量谱,发现了一个新的五夸克态Pc(4312),同时观测到之前发现的Pc(4450)是两个质量相邻窄共振态P_c(4440)和P_c(4457)的叠加.发现包含粲夸克偶素的五夸克粒子是对传统强子组成的重要突破,其内部结构有很多种可能性,如紧束缚的五夸克态、重子-介子分子态等或者它们的叠加态.作为国际高能物理学界的前沿方向,对五夸克粒子结构的研究为探索强相互作用非微扰性质打开了一扇新的窗口.     

双夸克-夸克模型中的基态重子质量谱

由于色相互作用,重子中的两个夸克有可能结合成一个相对紧密的集团——双夸克(diquark),再同第三个夸克组成重子。人们利用双夸克对重子谱和重子偶素谱进行了研究。此外,在强子碰撞和强子-轻子相互作用等过程中,也都有迹象显示双夸克的存在。在     

Skyrme模型中的弹性散射

把重子看作一种SU(2)×SU(2)手征模型中的孤子这种想法,目前引起了大家的关注。对于这种手征性的拓扑孤子模型(称为Skyrme子),有两种不同的观点。一种把Skyrme子当作核子N和△的理想模型,例如文献[3]利用Skyrme模型定性地讨论了核力的斥力     

相互作用对统计谱分析的影响——~(20)Ne原子核的形状因子

我们曾经应用统计谱理论,在平均场近似下,讨论了部分s-d壳原子核的形状因子。在不引入任何自由参数的条件下,较好地再现了低动量区的实验结果;对高动量区,理论结果在数量级和峰谷结构上也与实验定性符合。在某种意义下似乎表明,统计谱理论在描述原子核某些基态性质上,也是很有希望的。这一看法,与不久前的研究结果一致。同时,它也启示我们进一步去分析统计谱方法的固有优点。实际上,正是由于它既能不太困难地处理全部有关核子的贡献,又能尽可能多地考虑各种组态的贡献,使得统计谱理论更适于描述原子核的整体性质,如讨论形状因子。同时,也使得它在分析相互作用性质时,能减少“等效”成分,使结论更接近真实情况。     

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。     

现实核力Hartree-Fock Gamow基矢计算

对远离稳定线弱束缚原子核性质的研究是当代核物理领域重要的热点之一.对于弱束缚核,如何自洽可靠地描述和处理束缚态和连续态之间的耦合是理论描述的关键问题,也是理论研究面临的一个挑战.一种较成功的方案是采用Gamow基,以相同的方式处理束缚态、共振态和散射态,来统一描述核结构和核反应性质.本文介绍了一种从现实核子-核子相互作用出发,从微观上自洽生成Hartree-Fock(HF)Gamow基的新方法.基于现实核力,首先在谐振子基下进行HF迭代,得到的HF势通过基转换解析延拓到复动量平面上,最后包含束缚态、共振态和散射态的Gamow基由求解复动量空间的HF方程得到.作为例子,基于手征核力N~3LO,核力利用V_(low-k)方法重整化到动量截断Λ=2.1 fm~(–1)采用这种方法计算了~4He和~(22)O的HF单粒子共振态,并分析了计算的收敛性和有效性.还讨论了从散射态相移的计算得到共振态位置的方法,其得到~(22)O的单粒子共振态与复平面直接计算的结果一致.这种从现实核力得到HF Gamow基的方法计算量小,收敛快,得到的包含束缚态、共振态以及散射态的基,有望进一步应用于第一性原理的多体计算中来研究弱束缚核的性质.     

夸克蜕定域、色屏蔽和核力中程吸引

我们曾在前文中提出一个新的QCD模型以处理重子相互作用。这模型的核心是夸克蜕定域和色屏蔽,前者有如分子物理中的分子轨道法,后者来自格点QCD计算。这模型得到了核力的中程吸引,实现了核子散射相移的定性符合。在通常夸克势模型中,重子中夸克波函数是s是重子势阱中心,b是这谐振子势阱的宽度参数。在我们模型中夸克波函数取为     

日本战前的粒子物理

1935年在日本诞生了核力介子理论。1945年也是在日本释放了核力。1935年汤川秀树宣布了一种新的基本粒子的预言,其质量在电子质量和质子质量之间,后来命名为“介子”,意思是说介乎于中间的粒子,用来解释在原子核里结合核子的力(质子和中子)。介子已成为三种基本粒子之一,另外还有baryon(重子、包括核子)Lepton(轻子如电子和中微子)。然而介子和重子不再被看作是最基本的粒子,因为今天它们被认为是由夸克构成。虽然汤川秀树从来没有离开过日本去国外,可他在预言介子存在时,他和同事的研究有助于展开了20世纪初西方科学的国际扩展。1949年,汤川秀树获得诺贝尔物理奖时,他已经在日本建立了兴盛的基本粒     

重离子碰撞与核裂变耗散过程的动力学与趋向平衡的描述

研究核动力学过程(如重离子深度非弹性散射、核裂变等)从严格多体理论观点来看是非常复杂的。一般认为TDHF是个好的出发点,然而在TDHF中,核子之间的相互作用是通过平均场的(单体作用),把两体剩余相互作用忽略不计。对于低能过程,由于泡利原理的限制,核子在核内的平均自由程比较大,这可能是个较好的近似。但随着能量增加,平均自由程     

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     

处理两夸克集团系统的一个含有相对论效应的理论方案

最近一个时期以来,许多作者都致力于核物理中夸克模型的研究,这是解决核力短程性质的一条可能的途径。目前研究核力夸克模型的方法一般有两种:袋模型和势模型。后者结合薛定锷方程通常用于研究核子-核子相互作用力的问题。     

现代物质结构观

本文将从核子开始,就有关物质结构问题,谈谈目前已被广泛接受的观点和正在进行研究的最新情况。     

核子-核子相互作用与双重子共振态

近年来在π介子阈能以上核子-核子散射数据中,一个引人注目的现象是在质心能量为2.1—2.45GeV的能区内,核子-核子极化散射总截面△σ_L和△σ_7中有几个宽度为几十兆电子伏的峰,它们被有些人认为是六夸克共振态(双重子共振态)存在的信号。本文以介子交换理论为基础,给出了同时适用于低能和中能的核子-核子相互作用模型,用Padè近似在     

飞行π-吸收的两核子模型

究竟有多少个核子参与π吸收呢?尽管对这个问题进行了多年的研究,至今仍然有争论。在前文中,我们提出了一个分析静止π吸收后的核子单举能谱的模型。这个模型是基于两核子吸收机制加上末态相互作用。末态相互作用是用一个多重散射展开的办法来处     

利用不稳定原子核的衰变研究核物质对称能的性质

对称能可表征核物质中质子和中子的同位旋不对称效应,在核物理和天体物理方面都具有非常重要的作用,例如会对原子核的质量、奇特原子核的结构与性质、重离子核反应的物理机制、中子星的结构与成分和冷却过程等产生重要影响.目前人们对核物质对称能关于密度的依赖行为了解得还不够清楚,尤其是在高于饱和密度区域,对称能的性质还存在很大的不确定性.研究表明,除了二阶对称能,四阶对称能也会对中子星的冷却过程产生重要影响,也会影响到中子星壳的内侧边缘的具体位置等,进而影响到中子星的结构性质.利用Hugenholz-van Hove(HVH)基本定理,对称能的性质可以直接与核子单粒子势联系起来.不稳定原子核的衰变可以用于提取核子单粒子势的相关性质,也可以用于研究核物质对称能的密度依赖行为.     

全球首次发现双粲重子

正欧洲核子研究中心2017年7月6日宣布,经多国科学家共同努力,在世界上首次发现了一种被称为双粲重子的新粒子,这将有助于人类深入理解物质的构成和强相互作用的本质。中国团队对这一发现功不可没。在现代粒子物理学的标准模型理论中,夸克是基本粒子,而重子是由3个夸克组成的复合粒子。几乎所有物质都由重子组成,其中最广为人知的就是组成物质原子核的质子和中子。夸克有6种,分别称为上、下、奇、粲、顶和底夸克,上、下夸克质量最小,奇、粲、顶、底夸克质量较大。质量大的夸克只能经由高能粒子     

原子核结构的自然基壳模型

在Woods-Saxon基下,用现实核力CD-Bonn势计算了壳模型的有效相互作用.CD-Bonn势中的硬芯通过能量无关的重整化方法V_(lowk)处理,重整化之后的核力能够让体系表现出更好的微扰性并且能够保证两自由核子的低能散射相移不变.同时,本文使用了扩展的Krenciglowa-Kuo迭代方法计算壳模型的有效相互作用,这种方法能够有效地处理非简并模型空间的多体关联,使得壳模型计算能够在较小的模型空间下给出体系的低激发态信息.分别在谐振子基和Woods-Saxon基矢下构建sd区的有效相互作用,其中在Woods-Saxon基的计算中,连续态的贡献通过多体微扰方法包含在有效相互作用中.通过对氧同位素的低激发态的计算,比较了谐振子和Woods-Saxon单粒子基在原子核壳模型计算中的优劣,并通过对两种单粒子基下核子分布的分析研究了非束缚态对原子核结构的影响.     

21Na第三激发态的奇异结构

根据已有的实验数据, 利用渐近归一化系数(ANC)方法计算了²¹Na处于第三激发态的最后一个质子的核外几率P和均方根半径(〈r²〉^1/2). 结果为P = 54.73%, 〈r²〉^1/2 = 5.28 fm. 比较了第三激发态与另外几个低能激发态的价核子核外几率P及核外部分对均方根半径的贡献. 处于第三激发态的价核子的核外几率明显大于其他激发态. 与核芯核²⁰Ne中核子的密度分布相比, 在²¹Na第三激发态的价核子密度分布中可以清楚地看到一个弥散的长尾巴. 这一些现象表明²¹Na的第三激发态是质子晕态.