原子核中的有效核子核子相互作用

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本文研究了核物理中的有效核力的一些相关问题。基于平均场模型,探讨了应用比较广泛的参数化核力即Skyrme力,和有效的介子核子交换力之间的关系,以及它们在计算核物质及核结构的性质时的异同,试图从相互作用的层面去理解产生差异的原因;基于壳模型,探讨了两类最常用的相互作用,从现实核力出发的有效相互作用和通过拟合实验能谱的有效相互作用,通过对相互作用的中心力及非中心力的成分进行系统学地研究,分析这两种相互作用的差异,以及有效核力的不同成分在壳演化的过程中扮演的角色。  平均场模型中的有效核力  广泛应用的平均场模型有skyme-Hartree-Fock模型,相对论平均场模型(Relativistic-mean-field model)与夸克介子耦合模型(Quark-Meson-Couplingmodel),它们都可以成功地对核物质以及核结构的一些性质进行描述,其中的Skyrme-Hartree-Fock模型是基于参数化的核力即Skyrme力,是未考虑相对论效应的理论,后两种模型是基于有效的介子核子交换力,考虑了相对论效应的理论。它们都使用了能量密度泛函,可以在Hartree-Fock的框架下实现。这两种不同类型的相互作用能否建立起一定的联系,从而使得参数化的核力有比较微观的基础,并使得这种核力的参数可以得到限制,这是本文探讨的一个重要问题。对于核物质的性质,不同模型给出的结果争议性比较大,如对称能的密度依赖性问题,中子质子非相对论有效质量的劈裂的问题,本文在相互作用的层面,在夸克介子耦合模型的框架下,研究了Fock交换相互作用对这些性质的影响,探讨可能影响这些性质的因素。  壳模型有效相互作用的系统学研究  壳模型理论是我们研究原子核的激发态性质的重要工具,如激发能,组态,电磁跃迁性质等等,壳模型的计算建立在实验室系下,保持了各种对称性质,计算结果和一些可观测量可进行直接对比。它的困难在于计算量非常大,由于它使用的是不包含任何物理关联的非关联基,需要选取的基矢的数目在解决问题的时候可能会非常庞大,各种物理上的关联效应包含在壳模型使用的有效相互作用之中,所以有效相互作用对壳模型的计算和描述起了至关重要的作用。常用的有效相互作用有两种,从现实的核力出发通过重整化以及一些高阶修正得到,从拟合实验上的原子核的结合能以及能谱得到。我们使用了核力的singlet-triplet-even-odd表象,对这两类相互作用进行了系统学地研究,并探讨了有效相互作用的不同成分,即中心力,自旋轨道耦合相互作用和张量力,对于壳演化的不同影响。
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