Λ超核结构

简要回顾了Λ超核结构研究的实验和理论研究进展，并介绍了超子-核子相互作用和对单Λ超核的描述，以及奇特Λ超核现象的最新研究成果，包括超核的巨中子晕、超子晕等。     

K介子协变动力学中Λ直接流的横动量依赖

在K介子协变动力学的框架内, 利用量子分子动力学模型研究了Λ超子和质子的直接流的横动量分布. 结果表明, 该模型在成功描述K介子的动力学行为的同时, 可以较好的给出反应过程中伴随K＋介子而产生的Λ超子的微分直接流, 相对而言, 软势给出的Λ超子的直接流随横动量的变化与实验结果符合较好, 而硬势所对应的Λ微分直接流与实验值的偏离随着Λ横动量的增加而增大. 同时对于碰撞过程中质子微分直接流的分析表明, 质子直接流的横动量分布与实验观测值基本一致, 但对于核物质状态方程的依赖并不明显.     

多Λ超核基态性质的研究

依据多Λ超核在高能重离子碰撞或天体物理中实现的可能性,以Ca为例,用相对论连续谱Hartree-Bogoliubov理论研究了系统的基态性质,包括每重子结合能、重子均方根半径和超核物质半径以及单粒子能谱等。研究表明,随着超子数目的增加,超核的每重子结合能和超子均方根半径变化趋势平缓,在1500ΛCa等一些超核内超子2s1/2和1d5/2能级排列有明显的反转,丰质子区和总核子数不变的多Λ钙超核滴线所对应的最大超子数分别为6和22。     

多Λ超核基态性质的研究

依据多Λ超核在高能重离子碰撞或天体物理中实现的可能性,以Ca为例,用相对论连续谱Hartree-Bogoliubov理论研究了系统的基态性质,包括每重子结合能、重子均方根半径和超核物质半径以及单粒子能谱等。研究表明,随着超子数目的增加,超核的每重子结合能和超子均方根半径变化趋势平缓,在5100ΛCa等一些超核内超子2s1/2和1d5/2能级排列有明显的反转,丰质子区和总核子数不变的多Λ钙超核滴线所对应的最大超子数分别为6和22。     

超子耦合常数对中子星性质的影响

采用相对论平均场理论(RMFT)下的GL85参数组,在考虑超子(Λ,Σ+,Σ0,Σ-,Ξ0,Ξ-)自由度下,研究超子耦合常数的选取对中子星内粒子数密度分布、状态方程及质量-半径关系的影响.结果表明:随着超子耦合常数的增大,超子Σ-的出现密度增大,其他超子(Λ,Σ+,Σ0,Ξ0,Ξ-)的出现密度变小,状态方程变硬,中子星的引力质量变大而半径变小;当超子耦合常数从0.4增大到1.0时,中子星质量从1.36M⊙(M⊙=1.99×1030kg为太阳质量)增大到1.97M⊙,相应的半径由12.1km减小到11.3km.并得到与中子星质量下限(1.4M⊙)对应的超子耦合常数值.     

中子星中的超子相

本文一方面采用相对论平均场理论来研究超子Λ、∑和≡对中子星的粒子分布、质量半径关系等方面性质的影响。另一方面,又从弱相互作用理论出发,讨论超子如何改变直接Urca过程的发生范围和中微子发射率,进而研究超子对中子星冷却性质的影响。结果表明,超子对中子星的影响是复杂的、多方面的、且不可忽略的。     

超子耦合参数对前身中子星引力红移的影响

利用相对论平均场理论,考虑重子八重态{n,p,Λ,Σ-,Σ0,+,Ξ-,Ξ0}, 研究了超子耦合参数对前身中子星引力红移的影响. 研究发现：作为中心能量密度函数的引力红移随中心能量密度的增大而增大,并且它对超子耦合参数较敏感.对于不考虑超子的情形,引力红移最大.同时作为质量函数的引力红移对超子耦合参数也较敏感;我们的计算结果间接地被证明与天文观测相符. 研究还发现,作为M/R函数的引力红移对超子耦合参数不敏感.     

奇异数和强子的PNπ结构

奇异粒子虽然早在五十年代初即被人们所发现,而且经过西岛(Nighima)和盖尔曼(Gell-Manm)等人的分析研究,引进了奇异数概念,并作出了强相互作用下的奇异数守恒定律.但究竟什么是奇异数?奇异数守恒和不守恒的物理实质究竟是什么?当时都是完全不清楚的.到1956年,坡田昌一提出强子的pnΛ模型时,才首次使奇异数有了个明确的物理概念.1965年坡田模型发展为层子模型后,奇异数的携带者便由Λ超子改换为S层子(夸克),但由于自由层子至今尚未发现,层子是否真正存在的问题并未真正解决,所以奇异数又随着变成了一个完全抽象的概念. 为了在现有实验的基础上给奇异数下一个明确的定义,本文对奇异粒子的衰变反应进行了分析和综合,提出强子的pnπ结构,用π介子代替坡田模型中的Λ超子,不仅使奇异数又重新获得了具体而明确的物理概念,而且使坡田模型在重子结构问题上遇到的的困难得到了克服.另外本文还对奇异数守恒和不守恒的问题从物理实质上进行了分析.从而澄清了一些混乱模糊的概念.     

研究N-Λ和N-Σ的S波散射相移

在手征SU(3)夸克模型中,用夸克与标量介子九重态和赝标介子九重态场的耦合来描述中长程相互作用,单胶子交换来描述短程相互作用.推广的手征SU(3)夸克模型是在原来手征SU(3)夸克模型的基础上进一步引入了夸克和矢量介子九重态场的耦合,主要由矢量介子交换来描述短程相互作用.在推广手征SU(3)夸克模型下研究了核子-超子相互作用过程,计算了N-Λ和N-Σ相互作用的S波散射相移.通过和手征SU(3)夸克模型的结果比较,发现N-Λ和N-Σ系统的短程相互作用既可以由单胶子交换来描述,也可以由矢量介子交换来描述.     

BESIII上的重子形状因子（英文）

利用在2011~2013年BEPCII对撞机上的BESIII探测器收集的数据,测量了e~+e~-→pp在2.232 4~3.671 0GeV之间12个质心系能量点的截面.期待利用在2014年和2015年收集的更大的e~+e~-扫描数据样本做更进一步测量.通过标记和不标记初态辐射光子的方法,对pp珚形状因子进行了测量.利用BESIII的优良探测器表现,利用标记和不标记初态辐射光子的方法,对nn珔形状因子的测量进行了可行性研究.同时也一并报道了ΛΛ的形状因子的初步但不符合理论预期的结果,及利用在e~+e~-→Λ_cΛ_c阈值上收集的数据的预期.也期望BESIII能对其他超子的形状因子进行测量.     

超子同位旋相互作用能对超子星转变密度的影响

利用相对论平均场理论, 考虑重子八重态{n,p,Λ,Σ^-,Σ⁰,Σ⁺,Ξ^-,Ξ⁰}, 研究了超子同位旋相互作用对超子星转变密度的影响. 结果表明: 考虑超子同位旋相互作用, 当x_ρΣ分别取2,1,2/3时, 超子星的转变密度逐渐降低; 当重子数密度取为超子星转变密度时, Λ和Ξ^-超子对超子星转变密度贡献最大, 二者之和约占总超子数的80％;  Ξ^-超子的数量随x_ρΣ的减小而降低,  Λ超子的数量分别占总超子数的34.2％,35.8％和33.8％.     

自相互作用对超子星转变密度的影响

利用相对论平均场理论,考虑重子八重态｛n,p,Λ,Σ^-,Σ⁰,Σ⁺,Ξ^-,Ξ⁰｝, 研究了自相互作用对超子星转变密度的影响。研究发现:考虑到自相互作用的贡献,超子星的转变密度增大;超子Λ,Ξ^-,Σ^-和Ξ⁰出现时的重子数密度降低,而Σ⁰和Σ⁺超子出现时的重子数密度增加; 对于超子星转变密度,超子数密度贡献最大的是Λ和Ξ^-超子,占总超子数密度的80％以上;自相互作用的存在使得超子Ξ^-和Ξ⁰的贡献增大,而使Λ,Σ^-,Σ⁰和Σ⁺超子的贡献减小。     

核子耦合参数对中子星中超子相的影响

中子星中超子的出现以及超子的比例对中子星的性质具有重要影响,不同的核子相互作用模型如何影响中子星中的超子是一个重要物理问题.从相对论平均场理论出发,选取不同核子耦合参数,计算了中子星中超子的数密度,发现不同类核子耦合参数对中子星中超子出现和中子星向超子星转变的转变密度有不同影响,而且核子相互作用的σ介子势和ω介子势影响显著,而ρ介子势影响较小.这些结果对大质量中子星性质的理论研究具有重要参考价值.     

超子排斥势和弱吸引势对中子星性质的影响

从相对论平均场理论出发,研究了不同超子势下,超子耦合常数对中子星性质的影响．对4种不同的超子势进行了计算,计算发现,∑强排斥势和Ξ的弱吸引势都将抑制超子的产生．作者通过对不同超子势的计算得到以下结果：∑排斥势越强,状态方程越硬,其所得中子星的最大质量越大．计算得到中子星的质量为1．32～1．45M⊙（M⊙为太阳质量）,与实际观测基本符合．     

超子对中子星的影响

通过相对论平均场模型以及弱相互作用理论研究∑超子对中子星的影响。结果表明,∑超子对三种介子场均有影响,进而改变了中子星内部的粒子分布、质量——半径关系等。∑超子在冷却方面的效应更加明显,一方面,它们改变电子和肚子的直接Urca过程的发生范围,另一方面也使得中微子发射率大幅降低,因此∑超子可能并不利于中子星冷却。     

超子同位旋相互作用对中子星转动惯量的影响

 利用相对论平均场理论,考虑重子八重态{n,p,Λ, Σ^-, Σ⁰, Σ⁺,Ξ^-,Ξ⁰},研究了超子同位旋相互作用对中子星转动惯量的影响.研究发现:考虑到超子同位旋相互作用,当x_ρ 分别取2,1,2/3时,中子星的转动惯量依次减小,同一中子星质量以及当半径R>13.961km时同一中子星半径所对应的转动惯量也均依次减小;而当半径R<13.961km时,对同一中子星半径所对应的转动惯量来说,x_ρΣ=2/3对应的转动惯量最小,x_ρΣ=2所对应的较大,而x_ρΣ=1 相应的转动惯量最大.     

对超核6ΛΛHe,9ΛBe,10ΛΛBe和13ΛC基态结构的研究

用集团模型和少体理论研究超核ΛΛ6He,Λ9Be,Λ1Λ0Be和1Λ3C的基态结合能.采用的α-α势符合低能α-α散射实验,Λ-α势用Λ-N势及α粒子密度分布函数得到的,Λ-Λ势通过拟合Λ1Λ0Be基态结合能的实验值而得到的.尝试在超核ΛΛ6He,Λ9Be,Λ1Λ0Be和1Λ3C中引入Λ5He的结构,计算这四个超核的基态结合能,得到了一些合理的结果.     

二元关系半群P_Γ(Λ×Λ)的一类左单位的构造

设Λ是任意的非空集合,Γ是集合Λ上的半格,f:Λ→Γ是任意集值变换.通过Λ上的极值变换f定义集合Λ上由半格Γ确定的二元关系,而P_Γ(Λ×Λ)是集合Λ上由半格Γ确定的所有二元关系构成的集合,并且P_Γ(Λ×Λ)在二元关系的乘积运算构成半群.利用半群P_Γ(Λ×Λ)左单位已有的结论,以及二元关系之间的包含关系,可以获得P_Γ(Λ×Λ)的一类左单位的重要特征,从而可以构造出半群P_Γ(Λ×Λ)的一类左单位.     

在折叠模型下对双Λ超核(_(ΛΛ)~6He)和(_(ΛΛ)~(10)Be)基态结合能的计算

在集团模型和少体理论基础上,采用折叠模型方法和相同的Λ-Λ势和Λ-α势,给出了各集团间的相互作用势,并计算了双Λ超核Λ6ΛHe和Λ10ΛBe的基态结合能和集团间的均方根半径,得到的结果与实验值符合较好.     

相对论平均场理论下包含强超子-超子相互作用的热中子星

在相对论平均场的框架内研究有限温度下包含强超子-超子（YY）相互作用的中子星性质．结果表明,无论是否包含强YY相互作用,中子星物质的性质随温度变化的趋势都是一样的．随着温度升高,超子出现的临界密度会降低,超子丰度也会增加．在低密度和高密度区域,状态方程随着温度的增加而变硬;但在中间密度区域,状态方程随着温度的增加而变软．较高温度的中子星物质将会拥有较大的最大质量．