本論文的主要工作是在含交換項(xiàng)的協(xié)變能量密度泛函理論即相對論Hartree-Fock (RHF)理論基礎(chǔ)上,首次給出了原子核張量力的相對論協(xié)變表述,并基于所發(fā)展的張量力相對論協(xié)變公式,研究了影響原子核基態(tài)和核物質(zhì)系統(tǒng)性質(zhì)的自洽張量效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),核力的重要成分—張量力隨著交換(Fock)項(xiàng)的引入自動(dòng)包含在RHF能量密度泛函中,在不引入任何新的自由可調(diào)參數(shù)的情況下,所發(fā)展的原子核張量力的相對論協(xié)變公式不僅能夠?qū)⒏鹘樽?核子耦合道交換項(xiàng)自然引入的張量力成分完整地提取出來,而且在非相對論極限下嚴(yán)格滿足張量力的求和規(guī)則。同時(shí)基于RHF理論的研究發(fā)現(xiàn),同位旋標(biāo)量耦合交換項(xiàng)給出了比同位旋矢量耦合交換項(xiàng)更強(qiáng)的張量效應(yīng)。因此,結(jié)合理論的相對論協(xié)變性,有望在含交換項(xiàng)的協(xié)變密度泛函理論—RHF理論的框架下實(shí)現(xiàn)對核力的重要成分—張量力和自旋-軌道耦合的統(tǒng)一自洽描述。利用所發(fā)展的張量力相對論協(xié)變公式,在原子核基態(tài)性質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn),張量力對傳統(tǒng)幻數(shù)結(jié)構(gòu)的同位旋演化的影響表現(xiàn)出了其特有的自旋相關(guān)性。即在自旋飽和處,張量力的貢獻(xiàn)最小；而隨著自旋非飽和度的增加,張量力效應(yīng)逐步增強(qiáng)。結(jié)合有限原子核自旋-軌道劈裂的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),理論計(jì)算表明交換項(xiàng)中自動(dòng)包含的張量力有助于理論值更接近于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。此外,通過將所發(fā)展的張量力相對論協(xié)變公式作非相對論約化,提取得到的張量耦合強(qiáng)度參數(shù)口和β可與非相對論的Skyrme Hartree-Fock (SHF)泛函中所引入的張量力成分直接比較。通過分析兩種模型(含交換項(xiàng)的協(xié)變密度泛函和Skyrme+Tensor泛函)的張量耦合強(qiáng)度,并結(jié)合兩者在原子核基態(tài)、激發(fā)態(tài)與衰變模式等應(yīng)用研究中所取得的共同成功,進(jìn)一步證明了所發(fā)展的張量力相對論協(xié)變公式在后續(xù)相關(guān)應(yīng)用研究中的可靠性。對于核物質(zhì)系統(tǒng),論文通過對比分別基于完整的能量密度泛函和扣除交換項(xiàng)所引入的自洽張量力成分的能量密度泛函的兩種自洽計(jì)算,來研究影響核物質(zhì)性質(zhì)的自洽張量效應(yīng)。研究結(jié)果表明,在扣除自洽張量力成分的貢獻(xiàn)后,核物質(zhì)系統(tǒng)的飽和機(jī)制與粗塊性質(zhì)均受到較為顯著的影響。在核物質(zhì)中,張量力對能量密度泛函的貢獻(xiàn)與核子攜帶的動(dòng)量p密切相關(guān),隨著重子密度的增加,張量效應(yīng)逐漸顯著。系統(tǒng)研究分析發(fā)現(xiàn),交換項(xiàng)所自然引入的張量力成分在一定程度上軟化了核物質(zhì)的狀態(tài)方程和對稱能的密度依賴行為。相應(yīng)地,與基于扣除自洽張量力成分貢獻(xiàn)的能量密度泛函計(jì)算相比,基于含張量力成分的完整能量密度泛函的計(jì)算給出了更為致密的中子星,同時(shí)也抬升了直接Urca過程發(fā)生的臨界密度。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：O571.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 孟杰;郭建友;李劍;李志攀;梁豪兆;龍文輝;牛一斐;牛中明;堯江明;張穎;趙鵬巍;周善貴;;原子核物理中的協(xié)變密度泛函理論[J];物理學(xué)進(jìn)展;2011年04期

本文編號(hào)：2818043