原子核配對近似和隨機相互作用.pdf

1、原子核是一個由中子與質子組成的復雜體系。自從1932年Chadwick發(fā)現(xiàn)中子以后原子核物理已成為現(xiàn)代科學諸多分支的一個重要領域。隨著國際上新放射性核束流裝置的建立與運行原子核物理進入了新紀元。
　　1949年Mayer與Jensen獨立發(fā)展出原子核殼模型。自那以后殼模型就成為從微觀角度研究原子核結構的基本理論框架。因為重原子核殼模型空間維數(shù)非常巨大，在用殼模形研究重原子核結構時人們需要對殼模型作截斷。原子核配對近似（NPA）正是

2、這樣一種有效、物理圖像清晰的截斷方法。我們的工作將主要圍繞著配對近似展開。其中包括它的有效性以及在研究重原子核低激發(fā)態(tài)中的應用。我們也將這一技術應用于研究隨機相互作用中低激發(fā)態(tài)的魯棒特征。
　　在第一章中我們簡要介紹一些原子核物理的基礎知識、原子核殼模型以及核力的短程性。從核力短程性出發(fā)我們說明原子核配對的存在以及角動量為零和二的核子配對在重原子核低激發(fā)態(tài)中的重要性。我們也討論為什么研究原子核低激發(fā)態(tài)性質的魯棒性是重要的。找到復雜

3、原子核中簡單特征的來源與機制是核物理與核天文的主要挑戰(zhàn)之一。隨機相互作用是研究這些簡單特征的有力工具。
　　第二章從多方面介紹我們在原子核配對近似方面所做的具體工作。首先我們討論了配對近似的可靠性。在這一工作中我們不僅考慮唯象的殼模型哈密頓量也考慮到有效相互作用（GXPF1A）；不僅考慮偶偶核也考慮奇數(shù)核子系統(tǒng)乃至奇奇核；不僅考慮半滿殼核也考慮具有兩種價核子的原子核系統(tǒng)。我們系統(tǒng)性地說明盡管巨大的殼模型空間被截斷為很小的核子配對子

4、空間，原子核配對近似仍然可以近似地重現(xiàn)出殼模型的計算結果，包括能級、躍遷機率以及波函數(shù)。其次我們也將配對近似應用到質量數(shù)在200附近的重原子核低激發(fā)態(tài)系統(tǒng)性計算中。在這一工作中我們使用唯象的殼模型哈密頓量。我們的計算能很好地描述這些原子核的低激發(fā)態(tài)。特別地我們討論這些重原子核低激發(fā)態(tài)中存在的多重態(tài)圖像。它對應著奇數(shù)核子系統(tǒng)中偶偶核心與未配對粒子之間的弱耦合。進一步地我們還將配對近似應用在如下物理圖像的描述中：Ce同位素鏈中從球形態(tài)到形變

5、態(tài)的形狀相變、48 Cr回彎效應中的質子中子配對以及128 Xe中π=8?同質異能態(tài)。
　　在第三章中我們描述在隨機相互作用下原子核低激發(fā)態(tài)魯棒特征。我們觀察到當單粒子劈裂增大時半滿殼偶偶核低激發(fā)態(tài)中的核子更傾向于配對存在。在隨機的sd玻色子系統(tǒng)中我們注意到一些新奇的由s或d玻色子凝聚造成的集體運動。這一發(fā)現(xiàn)是對此前隨機的sd玻色子系統(tǒng)中振動與轉動集體運動模式的補充。我們對這些新發(fā)現(xiàn)的集體運動從波函數(shù)與相互作用特征出發(fā)進行仔細分析