原子核结构的理论研究

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人类对原子核的研究已经有了一百多年的历史。如今,核物理学已成为人类社会发展中不可或缺的重要组成部分,对自然科学和人类社会产生着深远的影响。原子核的结构是核物理研究的基本问题之一。本文的目的就是运用相对论平均场(RMF)理论对原子核结构进行了一些理论研究,主要研究了目前原子核结构中比较热门的两个问题:超重核的基态性质和原子核的赝自旋对称性。  本文首先回顾了原子核物理学的发展历史,概述了一些主要的原子核结构模型,然后介绍了相对论平均场理论的建立及其对球形核和变形核的描述,并采用形变的相对论平均场模型研究了超重核294118及其α衰变链的基态性质,最后对原子核的赝自旋对称性进行了研究,主要内容包括以下几个方面:  一、概述了几个主要的原子核结构的理论模型:液滴模型、费米气体模型、壳模型和集体模型。  二、详细介绍了相对论平均场理论。从一般的RMF的拉格朗日量出发,推导出描述核子运动的Dirac方程和介子运动的Klein-Gordon方程,给出相对论平均场理论对球形核和轴对称形变核的描述。  三、首先简单介绍了“超重核稳定岛”和超重核合成的方法和发展情况。然后应用形变的RMF+BCS模型计算了超重核294118及其α衰变链的平均每核子结合能、α衰变能和四极形变等基态性质,并与可得到的实验数据进行了比较。采用了NL3和TMA两组参数组的RMF程序的计算结果与现有的实验数据符合得很好,进一步验证了RMF理论对超重核区域研究的可靠性。  四、介绍了赝自旋对称性的发现及相对论平均场理论对赝自旋对称性根源的解释,给出了严格的赝自旋对称性的条件:∑=0或d∑/dr=0.在严格的赝自旋对称性条件下,精确求解了第二类Poschl-Teller型势场中运动粒子的klein-Gorden方程和Dirac方程,给出了相应的束缚态能谱和相对论性波函数。
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