本文關(guān)鍵詞：奇異結(jié)構(gòu)原子核的巨偶極共振性質(zhì)研究

  更多相關(guān)文章： 奇異結(jié)構(gòu) 團(tuán)簇 暈核 EQMD 巨共振

【摘要】：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子核具有團(tuán)簇結(jié)構(gòu)和暈結(jié)構(gòu)等奇異性質(zhì)。這些奇異結(jié)構(gòu)原子核的性質(zhì)深刻地影響著人們對(duì)于原子核的認(rèn)知。奇異結(jié)構(gòu)原子核的性質(zhì)是目前核物理領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。盡管如此,原子核的奇異結(jié)構(gòu)仍然存在很多未知性質(zhì)困惑著科研人員。原子核的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)仍然很難在實(shí)驗(yàn)上直接觀測(cè)。諸多團(tuán)簇態(tài)的具體性質(zhì)還沒(méi)有搞清楚。人們?nèi)匀辉趯?shí)驗(yàn)室不斷地尋找更重的暈核結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)人們不斷地發(fā)展各種原子核多體理論,用來(lái)更準(zhǔn)確地描述和預(yù)言原子核的奇異結(jié)構(gòu)性質(zhì)。原子核的巨偶極共振現(xiàn)象是原子核中普遍存在的一種集體運(yùn)動(dòng)模式,這種集體運(yùn)動(dòng)必然包含重要的原子核性質(zhì)信息。由于原子核的巨偶極共振存在于多種核反應(yīng)中,比如庫(kù)侖激發(fā),光核反應(yīng),核核反應(yīng)等過(guò)程,使得巨偶極共振性質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室中能夠比較容易地被測(cè)量和分析。巨偶極共振能譜是研究和分析原子核性質(zhì)的重要工具。本文基于線(xiàn)性響應(yīng)理論推導(dǎo)了擴(kuò)展的量子分子動(dòng)力學(xué)模型(EQMD)框架下計(jì)算巨偶極共振截面的公式,給出了考慮輕核巨偶極共振與激發(fā)能之間的非線(xiàn)性依賴(lài)性質(zhì)的方法,保證了巨偶極共振能譜的計(jì)算可靠性。基于EQMD模型我們?cè)敿?xì)地研究了奇異結(jié)構(gòu)原子核的巨偶極共振性質(zhì),得出了重要的結(jié)論,提出了通過(guò)巨偶極共振能譜研究和分析原子核奇異結(jié)構(gòu)的新方法。對(duì)于原子核的不同團(tuán)簇態(tài),我們提出了特征譜的概念,為實(shí)驗(yàn)上測(cè)量和確定團(tuán)簇態(tài)的具體結(jié)構(gòu)提供了明確的方法。對(duì)于原子核的暈結(jié)構(gòu),我們提出了通過(guò)巨偶極共振能譜分析暈核核芯性質(zhì)的方法。12C基態(tài)巨偶極共振能譜的計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)值的比較,表明12C的基態(tài)具有無(wú)團(tuán)簇態(tài)和三角形的3-α團(tuán)簇態(tài)的共存現(xiàn)象。16O基態(tài)巨偶極共振能譜的計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)值的比較,表明16O基態(tài)具有正四面體形狀的4-α團(tuán)簇態(tài)性質(zhì)。在原子核分解為自由α的位壘附近(7.06A MeV),初始化得到了8Be的雙α結(jié)構(gòu)、12C的3-α長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)、12C的3-α三角形結(jié)構(gòu)、16O的4-α長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)、16O的4-α風(fēng)箏形結(jié)構(gòu)、以及16O的4-α方形結(jié)構(gòu)。不同的團(tuán)簇態(tài)的巨偶極共振能譜表現(xiàn)出顯著的特征峰結(jié)構(gòu)。其中在31MeV處的共振峰對(duì)應(yīng)于團(tuán)簇態(tài)最短的對(duì)稱(chēng)軸方向上α團(tuán)簇自由度,這個(gè)能量峰可以作為實(shí)驗(yàn)中測(cè)量α團(tuán)簇結(jié)構(gòu)存在的探針。巨偶極共振的最低能量峰可以用來(lái)確定團(tuán)簇態(tài)的最長(zhǎng)對(duì)稱(chēng)軸對(duì)應(yīng)的核物質(zhì)分布性質(zhì)。中間能量的峰結(jié)構(gòu)可以用來(lái)分辨團(tuán)簇態(tài)的子結(jié)構(gòu)以及具體的幾何構(gòu)型。通過(guò)分析團(tuán)簇態(tài)的每個(gè)α的振蕩模式,給出了團(tuán)簇結(jié)構(gòu)之間的振蕩相位關(guān)系和耦合規(guī)律,解釋了團(tuán)簇態(tài)特征譜形成的機(jī)制。在EQMD模型框架下初始化得到合理的暈核結(jié)構(gòu)的比率和暈核結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性成正比。暈核初始化相空間的合理性可以通過(guò)核物質(zhì)徑向密度分布、結(jié)合能、價(jià)核子的分離能等性質(zhì)判斷。價(jià)核子波包寬度的展寬和核芯的形變大小是價(jià)核子是否處在束縛態(tài)的決定性因素。19C的核芯具有球形的結(jié)構(gòu),而22C核芯具有較大的長(zhǎng)橢球形變。核芯的形變結(jié)構(gòu)使巨偶極共振能譜發(fā)生劈裂,這種現(xiàn)象可以用來(lái)研究暈核的核芯性質(zhì)。暈核價(jià)核子的束縛能是否合理決定了矮共振能譜計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。由于暈核初始化的困難,暈核研究的相空間樣本還不夠充分。暈核的諸多性質(zhì)還需要進(jìn)一步的系統(tǒng)研究和分析。
【關(guān)鍵詞】：奇異結(jié)構(gòu) 團(tuán)簇 暈核 EQMD 巨共振
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O571.2
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-9
• Abstract9-19
• 第一章 原子核奇異結(jié)構(gòu)19-35
• 1.1 原子核的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)21-30
• 1.1.1 團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)23-26
• 1.1.2 原子核內(nèi)團(tuán)簇結(jié)構(gòu)存在的證據(jù)26-28
• 1.1.3 原子核團(tuán)簇態(tài)研究的相關(guān)理論及模型28-29
• 1.1.4 ~(12)C的Hoyle態(tài)29-30
• 1.2 原子核的暈結(jié)構(gòu)30-35
• 1.2.1 暈核的發(fā)現(xiàn)和基本性質(zhì)30-32
• 1.2.2 暈核密度提取與Glauber模型32-33
• 1.2.3 暈核研究的實(shí)驗(yàn)方法33-35
• 第二章 核多體理論與EQMD模型35-53
• 2.1 核多體理論35-39
• 2.1.1 原子核殼結(jié)構(gòu)模型35-37
• 2.1.2 Hartree-Fock方法37-39
• 2.2 EQMD模型39-53
• 2.2.1 核子多體系統(tǒng)的波函數(shù)39-40
• 2.2.2 運(yùn)動(dòng)方程及零點(diǎn)質(zhì)心動(dòng)能的扣除40-42
• 2.2.3 有效相互作用勢(shì)及兩體碰撞42-45
• 2.2.4 摩擦冷卻方法45-46
• 2.2.5 模型可靠性檢驗(yàn)46-53
• 第三章 原子核集體激發(fā)性質(zhì)與計(jì)算方法53-73
• 3.1 巨共振模式54-58
• 3.1.1 巨偶極共振54-57
• 3.1.2 巨共振的其它振蕩模式57-58
• 3.1.3 巨共振的微觀解釋58
• 3.2 同位旋依賴(lài)的巨偶極共振計(jì)算方法58-65
• 3.2.1 巨偶極共振計(jì)算方法一：電偶極子振蕩的光子輻射59-61
• 3.2.2 巨偶極共振計(jì)算方法二：響應(yīng)函數(shù)方法61-65
• 3.3 系統(tǒng)響應(yīng)的非線(xiàn)性性質(zhì)考慮65-67
• 3.4 原子核集體激發(fā)的對(duì)稱(chēng)能依賴(lài)性67-73
• 第四章 團(tuán)簇結(jié)構(gòu)及其集體激發(fā)性質(zhì)73-95
• 4.1 EQMD模型中的輕原子核團(tuán)簇態(tài)73-77
• 4.2 基態(tài)~(12)C和~(16)O的巨偶極共振性質(zhì)77-79
• 4.3 團(tuán)簇態(tài)原子核的巨偶極共振性質(zhì)79-88
• 4.3.1 ~8Be巨偶極共振性質(zhì)80-81
• 4.3.2 ~(12)C巨偶極共振性質(zhì)81-84
• 4.3.3 ~(16)O巨偶極共振性質(zhì)84-88
• 4.4 團(tuán)簇態(tài)巨偶極共振特征譜與超形變引起的能譜劈裂的對(duì)比88-91
• 4.4.1 原子核的二極形變參數(shù)89-90
• 4.4.2 形變核的巨偶極共振性質(zhì)90-91
• 4.5 核核碰撞過(guò)程的巨偶極共振以及團(tuán)簇結(jié)構(gòu)信號(hào)91-95
• 第五章 暈核結(jié)構(gòu)及其集體激發(fā)性質(zhì)95-107
• 5.1 EQMD模型中的暈結(jié)構(gòu)核95-101
• 5.1.1 初始化冷卻過(guò)程中暈核基態(tài)的產(chǎn)生比率95-97
• 5.1.2 EQMD模型中暈結(jié)構(gòu)核的靜態(tài)性質(zhì)97-101
• 5.2 ~(19)C的集體激發(fā)性質(zhì)101-104
• 5.2.1 ~(19)C的巨偶極共振102
• 5.2.2 ~(19)C的矮偶極共振102-104
• 5.3 集體激發(fā)能譜在暈核核芯性質(zhì)研究中的應(yīng)用104-107
• 第六章 總結(jié)與展望107-111
• 6.1 總結(jié)107-109
• 6.2 展望109-111
• 附錄A 物理常數(shù)表111-113
• 參考文獻(xiàn)113-121
• 發(fā)表論文和學(xué)術(shù)報(bào)告清單121

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6 苗新蕊;許莉;g

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