【摘要】：對原子核微觀結(jié)構(gòu)的研究是核物理研究中的重要方向之一。隨著可以反映原子核微觀結(jié)構(gòu)的實驗數(shù)據(jù)越發(fā)得豐富,人們對于原子核的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的認(rèn)識也越發(fā)得清晰深入。依據(jù)已有的實驗數(shù)據(jù),人們提出了各種各樣的模型用以研究原子核的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),其中殼模型是目前原子核微觀模型中最被廣泛接受的模型之一。除此以外,近年來對原子核內(nèi)部結(jié)團(tuán)結(jié)構(gòu)的實驗探測越來越多,原子核結(jié)團(tuán)模型的研究也取得了很多重要的成果。在早期的原子核微觀結(jié)構(gòu)研究中,人們主要關(guān)注于研究原子核內(nèi)部單個核子之間的平均相互作用。隨著理論上對原子核結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的認(rèn)識逐漸深入,以及實驗上對原子核內(nèi)結(jié)團(tuán)效應(yīng)、核子對效應(yīng)等關(guān)聯(lián)效應(yīng)的發(fā)現(xiàn),對核子間額外的相互關(guān)聯(lián)自由度的研究越發(fā)地受到人們的重視。因此,在現(xiàn)有微觀結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上引入額外的相互關(guān)聯(lián)自由度,并以此研究不同的核子間相互關(guān)聯(lián)對原子核結(jié)構(gòu)的影響,這對于更精確地描述原子核微觀結(jié)構(gòu)、更準(zhǔn)確地計算原子核的性質(zhì)具有重要的物理意義。在本文中,我們首先介紹了基于諧振子波函數(shù)的原子核微觀模型波函數(shù)基矢以及哈密頓量中各個算符的表達(dá)形式,并詳細(xì)推導(dǎo)了對應(yīng)基矢的各個矩陣元的解析結(jié)果。在此基礎(chǔ)上我們可以通過構(gòu)建原子核微觀模型波函數(shù)詳細(xì)地計算包括原子核結(jié)合能在內(nèi)的許多物理量,并將理論計算結(jié)果與實驗結(jié)果相比較。根據(jù)所研究的核子間關(guān)聯(lián)的不同,我們使用了兩種不同的原子核微觀模型波函數(shù)的構(gòu)建方式與計算方法。一種是基于原子核非局域化結(jié)團(tuán)模型的THSR(Tohsaki-Horiuchi-Schuck-Ropke)波函數(shù),相對應(yīng)的,我們使用了變分蒙特卡羅方法來計算THSR波函數(shù)對物理量算符的期望值;而另一種是反對稱化分子動力學(xué)方法(Antisymmetrized Molecular Dynamics),這一方法是利用對角化方法求解相應(yīng)的波函數(shù)與本征值。在這些微觀模型波函數(shù)的基礎(chǔ)之上,我們在9B原子核的THSR波函數(shù)中引入新的核子-結(jié)團(tuán)間相互關(guān)聯(lián)自由度,以此計算了 9B原子核各個能級的結(jié)合能以及其基態(tài)的密度分布。通過與實驗值相比較,我們發(fā)現(xiàn)在9B原子核中核子-結(jié)團(tuán)間相互關(guān)聯(lián)對于描述9B原子核的性質(zhì)起到了重要的作用。此外,我們還嘗試計算了實驗上還未確認(rèn)的9B原子核的第一個1/2+激發(fā)態(tài),這對于實驗上進(jìn)一步確認(rèn)這一激發(fā)態(tài)提供了理論支持。我們還研究了原子核中的核子成對關(guān)聯(lián),并對比計算了 10Be,10B和10C原子核中價核子的核子成對效應(yīng)。通過對比原子核結(jié)合能、各個波函數(shù)成分間的交疊積分、核子間相對距離等計算結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)了兩種不同的類氘核核子對的形成機(jī)制,這些研究有助于進(jìn)一步研究核子對的形成機(jī)制。之后,我們還研究了高動量核子對間的短程相互作用。我們改進(jìn)了高動量反對稱化分子動力學(xué)方法(HMAMD),并提出了一種新的高斯HMAMD基矢。通過計算3H原子核,我們驗證了高斯HMAMD基矢的適用性與有效性。高斯HMAMD基矢的簡潔形式有助于將來進(jìn)一步地提高數(shù)值計算的效率。在對高斯HMAMD基矢進(jìn)行了解析推導(dǎo)之后,我們發(fā)現(xiàn)非常高動量的核子對成分對應(yīng)了短程相互作用中的接觸關(guān)聯(lián)成分,這一新的關(guān)聯(lián)形式對于研究短程相互作用提供了新的視角。通過以上對原子核內(nèi)部額外的相互關(guān)聯(lián)自由度的研究,我們進(jìn)一步改進(jìn)了原子核微觀結(jié)構(gòu)模型,并對原子核的微觀性質(zhì)有了更深的了解。這些工作將有助于對原子核微觀結(jié)構(gòu)的研究。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O571
【圖文】：

就己提出了一種基于ａ粒子的原子核模型［６０ｊ。依據(jù)這一模型，在隨后的結(jié)團(tuán)逡逑模型研究中通常將ｃｖ結(jié)團(tuán)抽象為點粒子。直到上世紀(jì)５０年代，隨著原子核殼模逡逑型的提出，ａ結(jié)團(tuán)自由度被發(fā)現(xiàn)可以由殼模型波函數(shù)給出，如圖１．１，因此在之逡逑后很長一段時間的微觀模型發(fā)展中，結(jié)團(tuán)模型被當(dāng)作殼模型的一種簡化模型所逡逑使用。與早期的結(jié)團(tuán)模型所不同的是，結(jié)合了殼模型的結(jié)團(tuán)模型微觀地考慮了逡逑每一個核子的自由度與核子交換。在結(jié)團(tuán)模型發(fā)展中，Ｉｋｅｄａ圖是結(jié)團(tuán)模型最重逡逑要的貢獻(xiàn)之一，如圖１．２，其指出了原子核中的結(jié)團(tuán)結(jié)構(gòu)通常并不會出現(xiàn)在基態(tài)逡逑之中丨６１］，這對于原子核結(jié)團(tuán)結(jié)構(gòu)在實驗中的探測提供了重要的理論工具。逡逑＿逡逑Ｉ邐３邐６邋＿邐Ｕ逡逑￡邋３．０、逡逑２．５．邋一—④邐－０邋：逡逑２．０＂邐？邐⑧：：逡逑１．５邋邐邐邋（２邋＇邐（２）邋（２＿）逡逑１：１邐２：１邐３：１逡逑１．０——■——＇——■——＇邐＾逡逑－０．５邐０．０邐０．５邐１．０逡逑Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋（＾）逡逑圖１．１：不同形變下的諧振子能級和幻數(shù)。線條表示不同的軌道能級，圓圈內(nèi)的數(shù)字表示該逡逑殼層的幻數(shù)。形變下的諧振子能級和幻數(shù)能夠給出原子核中結(jié)團(tuán)自由度。本圖取自參考文逡逑獻(xiàn)［４９］0逡逑６逡逑

的基矢疊加形式而是對基矢進(jìn)行積分，因此可以提供丨丨．常清晰的物理圖像，在逡逑討論核ｆ？系統(tǒng)中的動力學(xué)性質(zhì)時具有重要的作用，例如Ｔ．邋Ｓｕｌｍｍ利用ＴＨＳＲ逡逑波函數(shù)研究ｊ＇邋１２Ｃ與１６０原子核中的鏈?zhǔn)?結(jié)團(tuán)態(tài)，如圖１．３。事實上，ＴＨＳＲ逡逑波函數(shù)成平標(biāo)方法所得到的波函數(shù)之間有９５％的相似度丨Ｇ！）．邋７０卜這灰叫逡逑Ｉ逡逑

？逡逑Ｍａｓｓ邋ｎｕｍｂｅｒ逡逑圖１．２：邋Ｉｋｅｄａ圖，圖中表明，相比于原子核基態(tài)，結(jié)團(tuán)結(jié)構(gòu)更傾向于在原子核激發(fā)態(tài)中出逡逑現(xiàn)。本圖取自參考文獻(xiàn)［６２］。逡逑１．３」生成坐標(biāo)方法逡逑基于原子核結(jié)團(tuán)模型，＿Ｄ．邋Ｍ．邋Ｂｒｉｎｋ與Ｋ．邋Ｗｉｌｄｅｒｍｕｔｈ各自獨立提出了最早逡逑的微觀結(jié)團(tuán)波函數(shù)，即Ｂｒｉｎｋ波函數(shù)［６３．邋６４］。單個的Ｂｒｉｎｋ波函數(shù)本質(zhì)上是…逡逑種局域化的結(jié)團(tuán)模型。以Ｂｒｉｎｋ波函數(shù)為基矢，通過疊加獲得系統(tǒng)波函數(shù)的方法逡逑稱之為生成坐標(biāo)方法（Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ邋Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ邋Ｍｅｔｈｏｄ）［肪丨，簡稱ＧＣＭ方法。逡逑在描述由結(jié)團(tuán)構(gòu)成的原子核系統(tǒng)時，卞成十標(biāo)方法可以給出丨卩常準(zhǔn)確的系統(tǒng)波逡逑函數(shù)，因此在實際研究中，常常將生成坐標(biāo)方法所得到的計算結(jié)果作為精確解逡逑加以對比，從而檢測其他計算的正確性。逡逑１．３．５邋ＴＨＳＲ波函數(shù)逡逑不管是ＡＭＤ方法還是結(jié)團(tuán)模型中的生成坐標(biāo)方法

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 呂夢蛟;用結(jié)團(tuán)模型研究Be同位素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)[D];南京大學(xué);2015年

本文編號：2804971