β衰变研究的近况

原子核衰变的研究为1939年铀原子核裂变的发現开辟了道路,它是原子核物理学中历史最久的一个部门。自从带电粒子加速器建成以后,实驗室内就能制造放射性同位素,原子核衰变研究有了进一步的发展。近年来中子反应堆大量生产放射性同位素,在应用上,对于它們衰变情况的了解更有迫切的要求。原子核衰变可能是放射α射綫的α衰变,也可能是放射β射线的β衰变。在这些衰变的过程中往往也伴随着γ射线的发射。这是因为衰变后的原子核多半是处于激发态,原子核从激发态跃迁到能量较低的能     

重粒子放射现象的观测和研究——一类新的天然放射性——碳-12、碳-14、氧-16发射的证据

重粒子放射现象是指某些重原子核自发地进行碳衰变或氧衰变,即是有可能发射出迄今已知的α、β、γ、中子、质子以外的碳原子核或氧原子核的现象。 A·Sandulescu等(Sov.J.Part.Nucl.,11(1980),528),及卢希庭(原子核物理,1981),分别提出镭和钍的一些核素,有可能自发地发射~(14)C、~(24)Ne、~(26)Mg……”,或~(12)C、~(16)O……等重荷电粒子。1984年国外报道了观测到镭-223发射碳-14的实验结果。 我们经过长期的研究,已经在实验上找出了证实~(12)C、~(14)C、~(16)O发射的证据。我们观测的对象是从陈旧钍盐中分离出来的~(228)Ra、~(224)Ra及其子体,源的α放射性计数率≤5×10~2计数/秒。用金硅面垒半导体探测器和4096道脉冲幅度分析器组成的α     

低能核辐射探测

低能核辐射指原子核衰变或反应时发出的辐射或粒子,包括电子、质子、中子、光子、中微子等基本粒子与氘核、氚核、α粒子、裂变碎片、碳离子、铁离子等各种原子核与重离子。核辐射通过介质时,会产生各种物理效应:电离、激发、原子移位、发射次级粒子、产生核反应等等,并导致某些化学变化。用核辐射探测器将这些变化记     

一类新的天然放射现象

天然放射现象是由于原子核里面力的不平衡而引起的。从根本上说来,核是由组成核的质子和中子间吸引的强力所束缚在一起的。然而,在质子间有一个排斥的静电力,它最终地限制核能够是多大。足够重的核,诸如具有很多质子的核,是以逐出荷电粒子而衰变的。这个现象是近一百年前为贝克勒耳所发现;逐出的粒子叫做α粒子,后来发现是两个质子和两个中子的束团,也就是氦~4原子的核。质子必定以束团的形式逐出,因为没有足够的能量把一个质子从与它最靠近的近邻撕开。在另一类衰变即核的裂变中,重核能够偶然地被分成两个接近相     

轻核α团簇结构理论和实验研究进展

α团簇在轻α共轭核基态及激发态中广泛存在,轻核的α团簇结构不仅对核天体物理中核合成过程和元素丰度具有决定性影响,而且这些态的精确数据还成为检验各种新型多体理论和核力的天然实验室.本文简要总结了描述α团簇的不同理论方法,尤其比较了这些不同方法对12C Hoyle态的最新研究结果,各种理论都支持Hoyle态是一个具有较大尺寸的团簇结构,但对α团簇在Hoyle态中的存在形式——比如α凝聚,α气体或是α晶体结构,目前还没有达成共识;进一步从实验角度介绍了α团簇衰变的高精度符合测量及转动态的集体激发.对α团簇结构尤其12C Hoyle态及16O类Hoyle态中α存在形式的确认需要深入理解这些团簇态的集体激发行为,任何实质性进展不仅高度依赖高精度实验数据,而且需要新的多体理论解释,而这其中需要合理考虑核子-核子、团簇-团簇关联及连续谱的影响.     

原子核的双β衰变

原子核的单β衰变过程已为人们所熟知,一个典型的过程是中子衰变为质子,并放出电子和中微子,即n→p+e+v.自从1914年查德威克测量β衰变的连续能谱以来,β衰变的研究一直是原子核物理和粒子物理的重要研究课题之一.例如,李政道和杨振宁提出的宇称不守恒定律,就是吴健雄通过原子核的β衰变研究而得到实验证实的.近几年来,规范理论研究的进展表明自然界中的一个基本定律——轻子数守恒律可能不是绝对守恒的,它在某些过     

是否存在稳定的高原子序数原子核?

自然界中的原子核绝大多数是稳定的,形成所谓的β稳定区域.原子序数Z83的重核和超重核不稳定,可以发生裂变或α,β衰变,寿命总体随着原子序数增加而减小.对于是否存在稳定的高原子序数原子核一直存在争议.本文主要从历史、当前超重元素实验合成状况和量子力学壳模型等方面,讨论"是否存在稳定的高原子序数原子核".     

一个满足SU(6)对称性的基本粒子模型

最近在SU(3)基础上提出的SU(6)对称性,进一步解释了基本粒子的一些重要的性质。和过去Wigner所提出的原子核结构的SU(4)模型相对应,SU(6)对称性可以看作是在三种基础粒子(夸克quark)之间只存在有Wigner力和Majorana力的后果。这两种力不会改变基础粒子的自旋,因此每个基础粒子的两个自旋态可以看成是两个独立的粒子,三种基础粒子就可看成六种独立的粒子,这样构成了SU(6)的六个基底。和Wigner的原子核模型一样,这个SU(6)模型必然是一个非相对论的模型。最近Salam等人把SU(6)群推广到相对论的(?)(12)群,但是他们发现相对论基础粒子的自由拉     

帶电粒子加速器的种类特性和用途

一总论 (一) 加速器应用的一般介紹 “帶电粒子加速器”是用人工方法使带电粒子受电磁场作用而加速达高能量的裝置,一般簡称为“加速器”,其用途很广: 1.首先在原子核物理领域,常要求从加速器中得到高能粒子作为核彈去轟击各种原子核。主要进行的工作有以下三方面: (1) 核反应工作; (2) 核結構問题的研究; (3) 核力問題的研究。通常作为核彈的粒子有五种:a(氦核_2He~4),d(重氫核_1H~2)、p(氫核_1H~1)、中子(_0n~1)和光子(γ)。后兩种核彈不帶电,虽不能直接由加速器获得,但可以通过帶电粒子的核反应間接地得到。例如氘核与氘核作用放出中子,电子射綫遇到其他物質則放出γ射     

质子发射核结构研究进展

关于远离β稳定线的原子核的研究是当前原子核结构领域的一个重要前沿.质子发射现象是远离β稳定线的原子核的一种重要衰变模式,可以为研究质子滴线附近的原子核性质提供宝贵的信息.现代实验技术已经能够比较深入地研究极端条件下的原子核结构情况,许多最新实验结果为人们理解奇特原子核的性质起到了重要作用.本文试图综述近年来国际上关于质子发射核研究的进展,旨在为质子发射核结构研究提供一些参考.     

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.     

带电重粒子激发的γ射线在同位素分析及技术上的应用

加速后的质子或α粒子等带电重粒子和多种原子核类起反应而产生γ射线。γ射线的能量、谱线分布和产额是被冲击的原子核的一个标帜。这一标帜和带电重粒子的冲击能量也有确定的关系。如所周知,在原子核物理实验中,常利用这些事实来研究和冲击粒子起反应的靶子材料的情况。本文指出利用这样产生的γ射线作为同位素分析及技术应用的广泛可能性。     

利用改进的方势阱集团模型研究偶偶核的α衰变

方势阱集团模型是研究原子核α衰变的一个理论模型,具有形式简洁、计算方便等优点,可以较好地解释一些偶偶核的α衰变实验数据.方势阱集团模型假设不同的偶偶核具有相同的势阱深度,这只是真实α-子核相互作用的粗糙近似.我们改进了方势阱集团模型,在保留其优点的同时,进一步合理计入势阱深度对原子核质量数和质子数的依赖.利用改进的方势阱集团模型,研究了中等质量区、重核区和超重核区115个偶偶核的α衰变性质.结果显示,改进的方势阱集团模型给出的偶偶核α衰变半衰期理论值与实验值均方根偏差值为0.2223,相比方势阱集团模型下降了36%,尤其对于中等质量区N=Z=50附近的核素,由改进的方势阱集团模型计算的结果与实验值符合很好,说明改进的方势阱集团模型可以更好地解释α衰变半衰期实验数据.此外,我们还利用改进的方势阱集团模型预言了重核区与超重核区一些未知核素的α衰变半衰期,相关理论结果对偶偶核α衰变的实验和理论研究具有一定的参考价值.     

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。     

场流关系和P态新粒子总宽度

近来,关于新粒子的一系列实验,已使P态新粒子的能级和若干衰变数据得到了确定,其结果列于附表中。值得注意的是,其中没有X_p的衰变总宽度Γ_(x_p,tot)由于这一数值对于理解新粒子的性质十分重要,而短期内很难期望能有实验把这一数据定出来,因此,这里建议一个比较可靠的估计这些P态粒子总宽度的方法。     

关于可能存在的3π共振态(625Mev)与(1000Mev)及4π共振态(1050Mev)

除了η(548)与ω(782)以外,实验显示3π系中还可能存在两个共振态。即质量为 m=(625±25)Mev 宽度为Γ=100Mev 的α共振及质量为m=(1,000±10)Mev 宽度为Γ=(120±40)Mev的共振,暂且称之为β共振。α共振的荷电态( -)及中性态( -0)同时被观察到,而β只在3π组合(0 0-)中发现,在(-- )与( -)组合中也有存在的迹象。没有在带双重电荷的3π系中观察到相应的峰,因此我们可以认为它们都是同位旋 T=1的粒子,记为α_1及β_1。如果这两个粒子确实存在,它们分别至少属于SU_3群的八维表示。此时必有其他相伴随的共振态     

氚原子核发射单能γ射线的上限

中微子质量的问题是粒子物理学和天体物理学的重要问题之一。在氚原子核衰变过程,即~3→~3H+e~-+(?)中,β射线的能量很低,因而目前有许多实验,通过测量氚的β射线能谱来研究电子反中微子的质量。由于氚原子核的这种重要性,实验上确证氚是纯β放     

核子的结构

我们已知构成原子核的核子具有有限大小。近年来,随着夸克物理的发展并通过高能电子对核子的深部非弹性散射表明核子具有结构。现在我们可以认为核子是由介子云环绕的“口袋”中三个带色的夸克所构成,即可以将核子分成两区:在内核心区,幽禁在“口袋”中的夸克近似无质量并自由地运动(其间只有弱作用);在较大的外围区,系由π介子和其他介子所形成的介子云。     

加速器中微子物理

中微子是基本粒子中最为奇特的粒子之一.它不带电,稳定,质量接近于零,自旋为1/2,没有磁矩,以光速运动,属于轻子族,只参与弱相互作用.1930年,泡利为了解决原子核β衰变现象中出现的矛盾首次在理论上引进这种粒子.1933年费密称它为中微子(以ν表示),并提出四费密子相互作用来解释β衰变现象,奠定了弱相互作用的理论基础. 中微子广泛存在于自然界中,但用天然中微子来进行实验是十分困难的.首先,中微子与物质的相互作用极弱,其次,天然的中微子的数量也太少.因此,长期来中微子的存在及其性质都是以间接的方式确定的:从原子核β衰变的β能谱形状可推断中微子的自旋为1/2;从能谱高端的形状可推断中微子质量接近于零.     

关于重粒子ψ的相互作用性质与e~+e~-→强子反应

最近实验上发现了一个重粒子ψ,它的质量约为3.1 GeV,量子数可能为J~(PC)=1~(--),衰变宽度很小,主要衰变成强子,也有一定的分支比到e~ e~-和μ~ μ~-末态。ψ粒子质量很大而宽度很小,和已知的J~(PC)=1~(--)粒子(例如ρ~0,ω,φ)的行为很不同,表明可能存在某种新的选择定则限制了ψ作通常的强衰变。