现代核物理研究前沿和新机遇

正原子核是由质子和中子构成的量子多体系统,是物质结构的一个基本微观层次.经过逾一个世纪的科学研究,人们已经发现并认识了许多核现象,这些核现象深化了人类对微观物质结构的认知.同时,以核电站和放射性医疗为代表,核物理研究对社会经济发展也作出了重大贡献.尽管核物理实验和理论研究取得了巨大成就,但是,从纯科学的角度讲,核层次中面临的重大科学问题依然没有得到彻底解决,例如,将核子结合在一起的核力是什么?它是如何管控着核中的核子?为了定量地理解这个重大科学问题,必须构建或创立不同特征的"核场所",     

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。     

夸克势模型与中子物质的状态方程

中子是由三个夸克udd组成的一个集团,因此可以把核理论中处理集团模型的方法——共振群方法用来研究核子-核子的相互作用。把夸克之间的单胶子交换相互作用加上唯象引入的禁闭势与共振群方法相结合,就是夸克势模型。该模型成功地解释了核子-核子之间的短程排斥势,这是它的成功之处。根据这个模型的计算结果,与中子-中子之间的短程排斥相对应的中子硬球半径为0.45fm。因此在计算高密度中子物质的状态方程时必须考虑到这个     

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     

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     

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.     

极化核物理

核子和基本粒子都在转动,都有自旋,在通常情况下,虽然单个核子的自旋方向是一定的,但对于众多核子而言,它们的自旋取向是杂乱无章的,在总体上不显示出方向性,在不均匀磁场作用下,核子的自旋排列有序,在空间就不是各向同性,而是在某一量子化轴线上占优势,这就是核极化现象。     

铅笔发明趣闻

有人说过:"一切事物都是用铅笔起稿的,无论是服装设计师的女装图样、一艘军舰、一只棒球手套,或是一项核子理论."的确,普通而平凡的铅笔可能是人类历史上最为人类所看轻所忽视的一种知识工具,但它的功用却不可忽视.每年仅在美国就要制造及卖掉25亿支铅笔,足够围绕地球赤道11尉.     

1GeV质子在钙~(40)上的弹性散射

一、前言近几年来,高能强子、氘和。粒子在轻原子核上散射的资料不断增加,相应地也出现了不少用Glauber方法进行分析的理论工作,并提出了一些用不同元振幅描述的方法.在文献[1—4]中采用了核子-核子或核子、氘及α粒子和α粒子的弹性散射振幅f_(NN)(q)或f_(dα)(q)及f_(αα)(q)作为元振幅来描写它们和轻原子核的散射实验,且都得到了满意的结果.但对这些     

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     

对侯德封先生“核子地球化学”的几点质疑

我怀着很大的兴趣,拜读了侯德封先生及其合作者关于“核子地球化学”的一线文章(科学通报,1961年十月号、十二月号)。在这些文章中,作者从“地球和宇宙的所有物质都是由基本粒子组成的”这一基本观点出     

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.     

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     

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。     

对QCD理论的一个挑战

早在1969年,物理学家用电子去轰击核子,作深度非弹性散射实验时,就发现这时的核子可以看作是由一些点状的,很自由的小颗粒——部分子(Parton)组成的。一般认为,这些部分子就是夸克。核子这个特点反映在实验上是:描写核子的结构函数仅仅是一个无量纲变量的函数,而不是以往认为的那样,是两个变量的函数,物理学家把这个性质叫做标度性(Scaling)。     

唐山地震的震磁效应

一、数据的精度1973年9月开始,作者使用核子旋进磁力仪及分量仪,每月在京区八个测点进行一次绝对磁测.仪器的分辨率为0.5γ;垂直分量Z的观测精度为2.0γ.1974年开始,在其中两个测点上又建立了经常性的绝对磁测.     

一个多经奇事的人——著名物理学家朗道传略

著名苏联物理学家朗道,由于在凝聚态物质特别是液氦理论方面所作出的重要贡献,荣获了1962年度的诺贝尔物理学奖.他的一生,经历了不平凡的道路,《一个多经奇事的人——著名物理学家朗道传略》一文,对朗道所走过的道路和他在科学上所取得的成就作了评介.     

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。     

“生锈圆规”作图问题的意外进展

用一把两脚开度不能变化的“生锈圆规”,能不能找出连接任意两点A、B 的线段的中点来?答案是:能!这个消息将会使提出这一趣味难题的美国几何学家佩多教授感到高兴和意外.用生锈圆规所能干的事,远比人们原来想象的要多:用它能找出直线上所有的有理点,甚至所有整系数二次方程的根;用普通圆规可以作出的正多边形,用它也能作出.也许更使佩多教授感到意外的是,这些结论,并非由专业数学工作者所获得.我国一位正在自学的普通待业青年,作出了这个也许是近百年来在尺规限制作图方面最引人注目的贡献.     

中国科学院应用化学研究所与东北人民大学化学系联合举办科学討論会

苏联制造的世界最大的加速器——联合核子研究所的同步稳相加速器——在今年上半年开始运转,它能够把質子加速到100亿电子伏。这里根据苏联科学院通报今年6月号的一篇文章(作者是苏联科学院通訊院士А.Л.明茲)介紹一下这个加速器的情况。这个同步稳相加速器有一个很大的环形电磁铁,