核力研究新进展(二)——核力的夸克模型理论

强子结构模型是近代基本粒子研究中的一个重要课题,它主要研究强子的组成及其动力学性质。研究强子结构的这套理论能否推广用来研究核力,这是近几年来核物理学中的一个极为引人注目的重要课题。这方面的工作不少人已作了尝试,并取得了初步成果。《核力研究新进展(二)》一文介绍了国际上核力的夸克模型理论研究的最新进展以及作者自己的工作。     

汤川秀树——核力介子理论的创立者

博览群书的童年 1907年1月23日,汤川秀树出生于日本东京的一个书香之家,是地理学家小川琢治的第三个儿子,原名为小川秀树。后来成为医学家汤川玄洋的养子。与汤川玄洋的女儿结婚后,随妻子姓汤川。没有男孩的家庭招赘婿是日本的习俗。汤川秀树1岁那年,父亲辞去了东京地质局的工作,到京都大学担任地理学教授,于是举家迁往京都。汤川的青少年时代就是在京都这个古城里度过的。汤川秀树的父亲属于日本第一代的科学工作者,他既受过日本传统的武士道教育,也受过近代西方文明的熏陶。他酷爱日本壮丽的山川和绵延的海岸,对于地理学有着相当浓厚的兴趣。日本明治维新时期,大约在1868年,他曾赴欧洲学习和研究地理学。由于他长期的刻苦钻研,青年时代就成了日本地理学界的一位重要人物,刚过30岁就曾作为日本代表团中最年     

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.     

重费米子材料CeCoIn_5超导态的唯象理论

重费米子超导体是最早发现的非常规超导体,具有丰富的超导量子现象.理解重费米子超导配对的微观起源能够启发非常规超导的机理研究和新型超导体的实验探索.本文简要介绍了近年来在重费米子超导实验和理论上的最新进展,利用量子临界自旋涨落的唯象模型,结合Eliashberg理论计算了CeCoIn_5的超导性质,得到了具有dx~2-y~2波对称性的超导能隙,符合实验结果.在此基础上提出了计算超导转变温度T_c的简化公式,结合二流体理论解释了CeCoIn_5和CeRhIn_5中T_c随压力的演化.这一结果为发展重费米子超导的唯象理论提供了新的思路.     

核力与高密度核物质——π凝聚和中子星

高密度核物质是近年来颇受人注目的研究课题。π凝聚、核物质的超流态和夸克-胶子等离子体这些物质存在的新形式,不仅是核物理学家关心的课题,而且也是粒子物理学家和天体物理学家感兴趣的研究对象。日本京都大学玉垣良三教授特为本利撰写的《核力与高密度核物质——π凝聚和中子星》一文,介绍了一些这方面的最新研究成果。     

现实核力Gamow壳模型计算丰中子碳同位素

远离β稳定线的弱束缚原子核存在很多奇特的现象,已成为当前核物理研究的热点.在通过理论描述这些非稳定区域时,束缚态、共振态与连续态的耦合效应变得尤为突出.与此同时,很多工作也表明了三体力在计算原子核结构时的重要性.本文以丰中子碳同位素为研究对象,采用现实核力Gamow壳模型,从手征有效场论的N~3LO两体与N~2LO三体核力出发,同时考虑束缚态、共振态与连续态,计算了碳同位素基态与第一个2~+激发态的位置.我们的计算给出了正确的滴线位置,验证了氧同位素中子数N=14的壳结构在碳同位素中消失的现象,同时预言了N=16的壳结构.我们将包含与不包含三体力的计算结果进行了比较,显示出三体力对于描述滴线区原子核的重要性.此外,三体力的引入还可以升高第一个2~+激发态的位置,得到与实验更加符合的激发态能量.     

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     

核子-介子耦合顶点的结构与核力中的介子交换过程

从六十年代发展起来的介子交换理论较好地对核力作了解释。强子的夸克模型的成功及量子色动力学(QCD)理论的发展,使人们希望有可能对核力的本质作更清楚的阐述。从夸克模型和描述夸克间相互作用的QCD理论看来,核力是组成核子的夸克间交换色胶子(gluon)的剩余相互作用的自然表现。当两个核子靠得很近互相明显重迭时,组成一个核子的     

核力的电荷对称破缺对低能NN散射参数的影响

在低能核物理中,NN散射长度α和有效力程是两个重要的参数,它们已被实验和理论在核子-介子层次上研究过。本文用共振群方法(RGM)从夸克层次来研究核力的电荷对称破缺对α和的影响。     

核力研究新进展(一)——双π介子交换的巴黎力

核子间的相互作用力简称核力,这是核物理学研究中的一个基本课题。本期发表的《核力研究新进展(一)——双π介子交换的巴黎力》一文对双π介子交换的巴黎力的主要框架、巴黎力的核心和巴黎力与实验及唯象势的比较等,都作了详细阐明。