奇奇核中质子中子相互作用的统计学分析

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原子核是一个由质子和中子这两种费米子组成的独特的量子多体系统。我们已经很好的认识到在原子核中的同类核子之间存在很强的对关联,对原子核的许多性质,包括结合能、形变、转动惯量等方面都存在重要的影响。另一方面,原子核中质子中子相互作用的性质,以及可能存在的质子-中子配对关联,对于核力的研究特别是核力中张量力成分的研究,以及对配对理论的研究都有重要的意义,一直被大家关注和研究研究,然而,到目前为止我们对核力的认识仍然是有限的,特别是质子和中子之间可能发生的配对关联仍然是一个重要的开放性问题。系统的研究原子核的结合能可以揭示关于原子核结构和潜在的有效相互作用的丰富的信息,也可以被用来研究原子核中的配对现象,这种方法的有效性也已经通过原子核中同类核子的配对方面的研究工作被验证。利用这种方法提取的质子-中子相互作用中,存在系统性的奇A核与偶A核之间的odd-even staggering(OES)行为,很早就被发现并且被认为是与质子中子配对关联有关的,但是对于这种OES行为是起源于奇奇核还是偶偶核一直都存在争议,这个问题的答案对np配对的性质有重要的影响,但是直到目前仍然缺乏可以回答这个问题直接的实验证据。我们利用最新的质量表AME2020提供的质量数据,使用已知的四点公式提取了质子-中子相互作用,对其统计分布和OES行为进行了比较系统全面的分析和研究,创造性的将统计学分析方法用于分析质子一中子相互作用,发现存在以奇奇核为中心的临近核之间相关系数异常偏大的现象,并且排除了这种现象是由质量的测量误差和随机涨落产生的,通过分析发现发现这种现象可以作为支持这种OES行为起源于奇奇核的直接实验证据,对这种OES行为的起源问题给出了一个具有说服力、合理且自洽的解释,并基于此,对质子-中子配对的性质进行了分析和讨论。对原子核中质子-中子配对问题的认识和研究有重要的意义。最后还对比了各种理论模型预言的结合能对质子-中子相互作用的描述情况,对质子-中子相互作用和质子中子配对关联的研究将的有助于改进各种理论模型的预言能力和精度。
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