【摘要】：自第一例Λ超核被發(fā)現(xiàn)后,超核物理在實(shí)驗(yàn)和理論上受到廣泛關(guān)注,成為核物理研究的一個重要分支。相對論平均場理論是最為成功的微觀方法之一,不僅在描述中重區(qū)域普通原子核的結(jié)構(gòu)性質(zhì)中取得了巨大的成功,而且對于包含奇異自由度的超核結(jié)構(gòu)以及重子重子相互作用給出很好描述。本文將相對論平均場理論拓展到包含Λ,Σ,和Ξ奇異自由度,恰當(dāng)選取超子-核子相互作用,研究超核結(jié)構(gòu)。具體包括以下三部分:(1)以~(40)Ca為核芯,通過引入不同類型超子(Λ、Σ~(+,0,-)和Ξ~(0,-)),比較了不同超子的平均勢場、單超子能級、密度分布,并研究了超子對核芯的雜質(zhì)效應(yīng)。整體上看,由于Λ和Σ~0同為電中性超子且兩者與介子的耦合強(qiáng)度十分接近,因此它們有著相似的粗塊性質(zhì);然而,對于電中性的Ξ~0超子而言,由于其更弱的耦合強(qiáng)度,導(dǎo)致Ξ~0超子有著最淺的平均勢場和最彌散的密度分布。庫倫相互作用在含帶電超子Σ~+、Σ~-和Ξ~-超核中扮演著十分重要的角色。因此,不同的超子對核芯~(40)Ca有著不同的雜質(zhì)效應(yīng)。例如:Ξ~0和Σ~+超子的加入導(dǎo)致中子半徑R_n變小、Ξ~-和Σ~-超子的加入導(dǎo)致R_n變大、Λ和Σ~0超子的加入R_n基本不改變。(2)以超核~(40)Ca+Y(Y=Λ、Σ~(+,0,-)和Ξ~(0,-))為例,研究了ωYY的張量耦合效應(yīng)對單超子能級的影響。研究表明,ωYY的張量耦合效應(yīng)對于不同超子的自旋軌道劈裂存在明顯不同的影響。尤其在Ξ超核中隨張量耦合強(qiáng)度的變化甚至可以出現(xiàn)能級反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。(3)以~(16)O+Y、~(40)Ca+Y、~(90)Zr+Y、~(208)Pb+Y超核為例,研究了單超子結(jié)合能的質(zhì)量依賴性。一般情況下,超子的結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)的增加而變大,但是對于不同超子在數(shù)值上存在明顯的差異。此外,對于帶正電荷Σ~+超子而言,其單超子結(jié)合能在超核處出現(xiàn)拐點(diǎn)。這是由于隨質(zhì)子數(shù)的增加,不斷增強(qiáng)的庫倫排斥作用所導(dǎo)致的。
【圖文】：

圖 1.1 世界范圍內(nèi)正在進(jìn)行與計(jì)劃進(jìn)行的超核實(shí)驗(yàn)。取自文獻(xiàn)[6]。自然界中不存在穩(wěn)定的超核。自 20 世紀(jì)末以來，大型的放射性核束裝置以及探測技術(shù)得以飛速發(fā)展，世界上許多實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生了關(guān)于超核的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用以研究奇特原子核，如圖 1.1，例如歐洲核研究組織(CERN)、美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室(BNL)、美國杰弗遜實(shí)驗(yàn)室 (JLab)、日本高能加速器研究機(jī)構(gòu) (KEK)、日本質(zhì)子加速器研究綜合體 (J-PARC) 和德國美因茨電子回旋加速器實(shí)驗(yàn)室(MAMI)。還有許多正在建設(shè)的實(shí)驗(yàn)裝置和將要展開的超核實(shí)驗(yàn)計(jì)劃都對未來的超核研究具有重大意義，如我國正在建設(shè)的強(qiáng)流重離子加速器裝置(HIAF)和德國反質(zhì)子與離子研究裝置(FAIR)。實(shí)驗(yàn)上對于單 Λ 超核的研究最為廣泛并且獲取了較為豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。目前實(shí)驗(yàn)上已發(fā)現(xiàn)存在束縛態(tài)的單 Λ 超核有 30 多例，從 到 之間[7-9]。然而，非常遺憾的是 Σ 超核在實(shí)驗(yàn)上僅發(fā)現(xiàn)了一列存在準(zhǔn)束縛態(tài)的超核，[10-11]。對于奇異數(shù) S = -2 的超核而言，由于實(shí)驗(yàn)上很難產(chǎn)生高強(qiáng)度、中等能量的 介子束流，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)上能觀測到的奇異數(shù) S = -2 超核數(shù)據(jù)非常稀缺。到目前為止，實(shí)驗(yàn)上公認(rèn)所發(fā)現(xiàn)存在束縛態(tài)的雙 Λ 超核僅有三例，，分別是

1 緒論乳膠實(shí)驗(yàn)[15]，首次清晰的測得了 的質(zhì)量以及體系的結(jié)合能，并且測到了ΛΛ 之間的結(jié)合能為正值，這也意味著 Λ-Λ 之間存在著吸引的用。這個事件被人們稱為“Nagara”事件。同時，對于同樣是 S = -2 的核而言，實(shí)驗(yàn)上目前比較可信的存在束縛態(tài)的事件也僅有三例，分別是[16]、[17]和[18]。尤其是最近關(guān)于實(shí)驗(yàn)，通過 反應(yīng)過程，第一次在實(shí)驗(yàn)上清晰在束縛的 系統(tǒng)中 ΞN 是吸引相互作用。這次事件的發(fā)現(xiàn)是超又一新里程碑，人們將之稱為“Kiso”事件。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O571

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本文編號：2612664