原子核質(zhì)量和相關(guān)物理量中的奇偶性問(wèn)題Garvey-近代物理研究所課件

原子核質(zhì)量相關(guān)物理量中的奇偶性上海交通大學(xué)物理與天文系趙玉民原子核質(zhì)量相關(guān)物理量中的奇偶性趙玉民摘要

關(guān)心的問(wèn)題

隨機(jī)相互作用的核結(jié)構(gòu)、殼模型基礎(chǔ)性問(wèn)題

配對(duì)近似理論發(fā)展和應(yīng)用原子核質(zhì)量和相關(guān)物理量的初步探討

由質(zhì)子-中子相互作用規(guī)律外推預(yù)言

中子/質(zhì)子分離能的公式

原子核質(zhì)量和相關(guān)物理量中的奇偶性問(wèn)題Garvey-Kelson質(zhì)量關(guān)系

分離能、質(zhì)子-中子相互作用、質(zhì)量

總結(jié)與討論摘要關(guān)心的問(wèn)題最近關(guān)心的問(wèn)題(1):

關(guān)于殼模型空間維數(shù)這個(gè)工作是原有工作的一個(gè)發(fā)展.我對(duì)于殼模型的維數(shù)一直很感興趣.我和有馬先生曾經(jīng)找到了一些維數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式(2003),IgalTalmi通過(guò)研究維數(shù)的相關(guān)性,通過(guò)數(shù)學(xué)歸納法證明了我們的結(jié)果(2005).與此相關(guān)人們研究了維數(shù)與角動(dòng)量求和規(guī)則等殼模型問(wèn)題.我對(duì)于數(shù)學(xué)歸納法的證明一直不滿意,并提出應(yīng)該通過(guò)對(duì)稱性分析直接得到(2005).但是有些群的約化規(guī)則需要構(gòu)造.最近我們重新研究了這個(gè)問(wèn)題.

H.Jiang,F.Pan,Y.M.Zhao,andA.Arima,Phys.Rev.C87,034313(2013).最近關(guān)心的問(wèn)題(1):關(guān)于殼模型空間維數(shù)這個(gè)工作是原有工作最近關(guān)心的問(wèn)題(2):

隨機(jī)相互作用原子核集體運(yùn)動(dòng)隨機(jī)相互作用的核結(jié)構(gòu)是我做過(guò)的一個(gè)問(wèn)題[Zhao,Arima,Yoshinaga,Phys.Rep.400,1(2004)].2011年我們得到一個(gè)有趣的結(jié)果:隨機(jī)相互作用下的sd玻色子系統(tǒng)低激發(fā)態(tài)的結(jié)構(gòu)幾乎全部具有很好的對(duì)稱性，包括：振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、非諧振動(dòng)、d-玻色子或s-玻色子凝聚。過(guò)去認(rèn)為是白噪聲的統(tǒng)計(jì)結(jié)果其實(shí)是非常規(guī)則的運(yùn)動(dòng)[Y.Leietal.,Phys.Rev.C83,044302(2011)]。所以我們對(duì)類似問(wèn)題感興趣.現(xiàn)在我用了吳成禮、馮達(dá)旋、陳金全、M.Guidry等的費(fèi)米子動(dòng)力學(xué)對(duì)稱模型重新研究這個(gè)問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)一些不同于sd玻色子系統(tǒng)的新特點(diǎn).G.J.Fu,Y.M.Zhao,J.L.Ping,andA.Arima,preprint(tobepublished).最近關(guān)心的問(wèn)題(2):隨機(jī)相互作用原子核集體運(yùn)動(dòng)隨機(jī)相互作摘要

關(guān)心的問(wèn)題

隨機(jī)相互作用的核結(jié)構(gòu)、殼模型基礎(chǔ)性問(wèn)題

配對(duì)近似理論發(fā)展和應(yīng)用原子核質(zhì)量和相關(guān)物理量的初步探討

由質(zhì)子-中子相互作用規(guī)律外推預(yù)言

中子/質(zhì)子分離能的公式

原子核質(zhì)量和相關(guān)物理量中的奇偶性問(wèn)題Garvey-Kelson質(zhì)量關(guān)系

分離能、質(zhì)子-中子相互作用、質(zhì)量

總結(jié)與討論摘要關(guān)心的問(wèn)題最近關(guān)心的問(wèn)題(3):配對(duì)近似理論為什么配對(duì)近似useful?核力是短程吸引的！（why?結(jié)合能正比于質(zhì)量數(shù)，克服庫(kù)侖力束縛在一起）

這個(gè)性質(zhì)決定了原子核內(nèi)的同類核子配成角動(dòng)量為0能量最低，而且存在能隙；角動(dòng)量為2次之，等等。如果價(jià)質(zhì)子和價(jià)中子在一個(gè)軌道，質(zhì)子中子配成角動(dòng)量最大時(shí)能量也低。這些是可以解析證明的。所以，如果能夠在配對(duì)空間做殼模型計(jì)算，那么太好了。因?yàn)闅つＰ涂臻g維數(shù)太大了，而對(duì)于低激發(fā)態(tài)只需要極少數(shù)種類的配對(duì)組態(tài)，就可以得到和殼模型全空間計(jì)算幾乎等價(jià)的結(jié)果。我因?yàn)閭€(gè)人偏愛(ài)的原因，主要在formulation和validity下了功夫。最近開(kāi)始轉(zhuǎn)到application上。這也是我為什么今天花點(diǎn)時(shí)間介紹配對(duì)近似理論的原因。下面我介紹它的用處和優(yōu)點(diǎn)，希望實(shí)驗(yàn)工作者感興趣。最近關(guān)心的問(wèn)題(3):配對(duì)近似理論為什么配對(duì)近似usef

Takenfrom

/useroutput/AR_4737_1.htmlPo-210兩個(gè)價(jià)質(zhì)子處在Pb-208滿殼之外，這兩個(gè)質(zhì)子配成總角動(dòng)量為０和２的情況下能量很低，說(shuō)明自旋為０或者２是非常容易形成的配對(duì)。那么其它種類的配對(duì)是不是不重要呢？不一定。對(duì)于單滿殼層或者形變不大的低激發(fā)態(tài)來(lái)說(shuō)，確實(shí)是如此。怎樣證明呢？可以去嘗試加入其它配對(duì)，對(duì)低激發(fā)態(tài)計(jì)算結(jié)果的影響很小。

(referto張麗華在本次會(huì)議的報(bào)告）Takenfromhttp://www.nndc.bn殼模型空間的展開(kāi)基矢殼模型空間的展開(kāi)基矢的選擇是任意的，只要展開(kāi)基矢的維數(shù)相同，任何基矢都是等價(jià)的。選擇哪個(gè)基矢？哪個(gè)基矢方便選哪個(gè)基矢。在殼模型計(jì)算中，不同程序的基矢不相同，但完全等價(jià)（就象1000毫米=1米、直角坐標(biāo)vs球坐標(biāo)）。價(jià)核子配對(duì)表象也可以構(gòu)造出線性無(wú)關(guān)的基矢。如果考慮所有可能的配對(duì)情況，那么結(jié)果與殼模型計(jì)算完全等價(jià)。如果基于物理的考慮，僅僅考慮某些甚至是很少的配對(duì)，其它配對(duì)認(rèn)為不重要而忽略，這樣的計(jì)算就是配對(duì)近似。殼模型空間的展開(kāi)基矢殼模型空間的展開(kāi)基矢的選擇是任意的，只自1949年建立殼模型，人們一直不懈努力發(fā)展殼模型的配對(duì)近似理論，已經(jīng)60余年：1952年單軌道S配對(duì)理論[Racha]1971年多軌道S配對(duì)理論[Talmi]1981年考慮1個(gè)到2個(gè)配對(duì)破壞貢獻(xiàn)的理論[Euro-American]1987年費(fèi)米子動(dòng)力學(xué)對(duì)稱模型[ChineseModel]1992年偶數(shù)核子配對(duì)方法，包含SD配對(duì)[Chen]2000年奇A與偶A原子核的統(tǒng)一的配對(duì)理論[Zhaoetal.PRC]2013年同位旋守恒的配對(duì)近似理論[Fu,Zhaoetal.,PRC]然而，用配對(duì)近似理論作完整的多體計(jì)算【特別是奇A核】長(zhǎng)期處于不能令人滿意的狀態(tài)，困難來(lái)源于耦合。學(xué)術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)&被摘引情況自1949年建立殼模型，人們一直不懈努力發(fā)展殼模型的配對(duì)近似

學(xué)術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)提出了殼模型配對(duì)近似統(tǒng)一理論大大拓寬了配對(duì)近似理論的應(yīng)用范疇【1】

奇A核=偶偶核

未配對(duì)核子奇A核=未配對(duì)核子

偶偶核【2】哈密頓量看作多個(gè)費(fèi)米子算符哈密頓量看作單個(gè)復(fù)合算符

學(xué)術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)提出了殼模型配對(duì)近似統(tǒng)一理論【1】奇A核=偶配對(duì)近似與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的實(shí)例原子核質(zhì)量和相關(guān)物理量中的奇偶性問(wèn)題Garvey-近代物理研究所課件應(yīng)用實(shí)例-1我的計(jì)算（2000）來(lái)自于英國(guó)Daresbury實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)耶魯大學(xué)Wright核結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、克拉克大學(xué)、美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的同行在PhysicsLettersB的實(shí)驗(yàn)文章▲▲TheNPSMmodelpredictswell…measuredinthiswork.Theremaining…canalsobedescribedbytheNPSMcalculations.▲▲"intermediatebetween…andcanbebetterrepresentedbytheNucleonPairShellModel(NPSM)calculations".應(yīng)用實(shí)例-1來(lái)自于英國(guó)Daresbury實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)耶魯大應(yīng)用實(shí)例-2NPSMI是我們的計(jì)算結(jié)果.LＹJia(賈力源),H.Zhang,Y.M.Zhao,PRC75,034307(2007).應(yīng)用實(shí)例-2NPSMI是我們的計(jì)算結(jié)果.應(yīng)用實(shí)例-３最近華盛頓大學(xué)對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果與我們的理論計(jì)算相符．

計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果相符應(yīng)用實(shí)例-３最近華盛頓大學(xué)對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果與我們的理論計(jì)應(yīng)用實(shí)例-４

計(jì)算結(jié)果與他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合應(yīng)用實(shí)例-４計(jì)算結(jié)果與他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合應(yīng)用實(shí)例-５

計(jì)算結(jié)果與殼模型結(jié)果一致．應(yīng)用實(shí)例-５計(jì)算結(jié)果與殼模型結(jié)果一致．應(yīng)用實(shí)例-６

我們的計(jì)算結(jié)果對(duì)于指導(dǎo)他們的實(shí)驗(yàn)很有用處．應(yīng)用實(shí)例-６我們的計(jì)算結(jié)果對(duì)于指導(dǎo)他們的實(shí)驗(yàn)很有用處．應(yīng)用實(shí)例-７S.W.Xu:蘭州近物所徐樹(shù)威教授等根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出有些過(guò)渡區(qū)核的低狀態(tài)“應(yīng)該”是多重態(tài)

計(jì)算結(jié)果支持徐樹(shù)威教授等的猜測(cè)應(yīng)用實(shí)例-７S.W.Xu:蘭州近物所徐樹(shù)威教授等根計(jì)算摘要

關(guān)心的問(wèn)題

隨機(jī)相互作用的核結(jié)構(gòu)、殼模型基礎(chǔ)性問(wèn)題

配對(duì)近似理論發(fā)展和應(yīng)用

原子核質(zhì)量和相關(guān)物理量的初步探討

由質(zhì)子-中子相互作用規(guī)律外推預(yù)言

中子/質(zhì)子分離能的公式

原子核質(zhì)量和相關(guān)物理量中的奇偶性問(wèn)題Garvey-Kelson質(zhì)量關(guān)系

分離能、質(zhì)子-中子相互作用、質(zhì)量

總結(jié)與討論摘要關(guān)心的問(wèn)題我們工作的起因

2010年6月，StuartPittel訪問(wèn)交大物理系1個(gè)月，他講了不少課。在他即將離開(kāi)的時(shí)候，他講了他和Barea,Frank,Hirsch,Isacker,Velazquez關(guān)于質(zhì)量問(wèn)題最近的工作。他們的思路是,利用Garvey-Kelson關(guān)系描述原子核的結(jié)合能，新的特點(diǎn)是：Garvey-Kelson質(zhì)量關(guān)系對(duì)于一個(gè)原子核，如果周圍的原子核質(zhì)量全部已知，那么有12種方式預(yù)言同樣一個(gè)原子核的質(zhì)量。他們發(fā)現(xiàn)，如果把平均值作為預(yù)言結(jié)果,那么預(yù)言結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異隨著方程數(shù)增加而大幅減小。Ref：Bareaetal.,PRL94,0102501(2005);Bareaetal.,PRC77,R041304(2008).

我們工作的起因2010年6月，Stuart我們的切入點(diǎn)TakenfromD.S.Brenner,C.Wesselborg,R.F.Casten,D.D.Warner,andJ.Y.Zhang,PLB243,pp.1-6(1990).我們的切入點(diǎn)TakenfromD.S.BrenneThep-ninteraction(denotedbyVip-jn)betweenthelastiproton(s)andthelastjneutron(s)foragivennucleus.高早春/陳永壽（PRC59,735）上面的差分方法得到的n-p相互作用在某些假定下可以導(dǎo)出Garvey-Kelson質(zhì)量公式,所以上面結(jié)果和G-K公式”差不多”,毫不奇怪。問(wèn)題是:能不能比G-K公式走得更遠(yuǎn)？在上面非?！按帧钡脑囂叫越Y(jié)果對(duì)這個(gè)想法是個(gè)很大的鼓勵(lì)。關(guān)于np相互作用的系統(tǒng)性研究至少數(shù)以百計(jì)的論文。如果我們事先較好地知道np相互作用或者有較小誤差地知道np相互作用，那么很容易利用差分外推得到結(jié)合能。Foracomprehensivereview,seeRev.Mod.Phys.41,S1(1969)Thep-ninteraction(denotedbCorrectiononV_{1n-1p}derivedfromWangNing’sformulaEmpiricalfromobservationsCorrectiononV_{1n-1p}derived23Newmassrelationforodd-Anuclei

V(1p-1n)的平均值~74keV(奇A>100)，平均值的漲落~10keV.在這種情況下,

B(Z+1,N+1)+B(Z-1,N-1)-74keV=B(Z+1,N)+B(Z,N+1).

數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明:誤差寬度~132keV!!

對(duì)于中重核，比G-K更準(zhǔn)確的經(jīng)驗(yàn)公式.

(這里只有4個(gè)質(zhì)量！?。。。。。。。。。。㎞ewmassrelationforodd-Anu我們預(yù)言的理論誤差估計(jì)我們預(yù)言的理論誤差估計(jì)我們的預(yù)言Audi&WangAudietal.我們的預(yù)言表格見(jiàn)/~ymzhao/mass_pred_old.txt/~ymzhao/mass_pred_new.txt我們的預(yù)言Audi&WangAudietal.我們的預(yù)言MBaoetal.,PRC87,044313(2013)MBaoetal.,PRC87,044313(2摘要

關(guān)心的問(wèn)題

隨機(jī)相互作用的核結(jié)構(gòu)、殼模型基礎(chǔ)性問(wèn)題

配對(duì)近似理論發(fā)展和應(yīng)用原子核質(zhì)量和相關(guān)物理量的初步探討

由質(zhì)子-中子相互作用規(guī)律外推預(yù)言

中子/質(zhì)子分離能的公式

原子核質(zhì)量和相關(guān)物理量中的奇偶性問(wèn)題Garvey-Kelson質(zhì)量關(guān)系

分離能、質(zhì)子-中子相互作用、質(zhì)量

總結(jié)與討論摘要關(guān)心的問(wèn)題28Garvey-KelsonmassrelationsGarvey-KelsonmassrelationsOdd-evenfeaturesOdd-evenfeaturesOdd