中能核反应的同位旋驰豫过程研究

论文摘要

在中能重离子碰撞中,系统的同位旋自由度经历了从非平衡态到平衡态的驰豫过程。这个过程中存在着复杂的机制,同时反映了中质子在核反应中的动力学性质。同位旋驰豫过程与对称能和中质子有效质量劈裂有关,后两者不仅在核物理中,在天文学中也有重要意义。但是问题在于,对称能对密度的依赖性至今仍有很大的不确定性,在丰中子核介质中中子和质子哪个的有效质量更大现在也不能确定。同位旋弛豫时间的定量测量结果或许可以帮助我们进一步约束对称能的密度依赖性和中质子有效质量劈裂。在中能重离子核反应中,同位旋驰豫过程存在于较长的时间尺度内,因此需要一个稳定的输运模型进行研究。我们用格点哈密顿量方法改进了同位旋依赖的Boltzmann-Uehling-Uhlenbeck（IBUU）输运模型。使用该方法计算出的粒子的正则运动方程使IBUU输运模型在长时间内保证了计算精度,达到我们研究同位旋弛豫时间的要求。我们通过格点哈密顿量框架下的IBUU输运模型与改进的同位旋和动量相关相互作用（ImMDI）,研究了中能重离子碰撞中,不同N/Z比的弹核与靶核、不同同位旋不对称度和不同密度的颈部和旁观者之间同位旋输运过程和同位旋弛豫时间。讨论了在中能重离子碰撞中,同位旋扩散和漂移作为同位旋输运的主要机制和时间尺度所起的作用,并研究了对称能和中子-质子有效质量劈裂对同位旋弛豫时间的影响。我们的研究表明,两种情况下mn-p*<0时比mn-p*>0时的同位旋弛豫时间更长。在以不同N/Z比的弹核和靶核间的同位旋输运过程中,同位旋弛豫时间与对称能斜率参数通常呈正相关。而在非对心碰撞中产生的颈部和旁观者之间的同位旋输运情况,不同对称能斜率参数下颈部和旁观者区域的初始同位旋不对称度的梯度和同位旋矢量漂移系数的不同造成了的同位旋弛豫时间与对称能斜率呈负相关。此外,碰撞参数也会影响颈部与旁观者之间的同位旋弛豫时间。最后,本研究提取的70Zn+70Zn碰撞的同位旋弛豫时间在相关实验不确定范围内。因此还需要提高实验测量精度来进一步约束对称能的密度依赖性与核子的同位旋有效质量劈裂。同时,我们的研究可以帮助人们更好地理解同位旋扩散和同位旋漂移机理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
•   1.1 核物质状态方程
•   1.2 对称能和中质子有效质量劈裂
•     1.2.1 研究意义
•     1.2.2 定义及公式
•     1.2.3 研究现状
•   1.3 重离子碰撞及同位旋输运
•     1.3.1 重离子碰撞
•     1.3.2 同位旋输运
•   1.4 本文研究目的及内容
• 第2章 有效相互作用及输运模型
•   2.1 Skyrme-Hartree-Fock模型
•   2.2 IBUU输运模型
•     2.2.1 模型的初始化
•     2.2.2 BUU方程
•     2.2.3 运动方程及两体碰撞
•   2.3 ImMDI相互作用
•   2.4 本章总结
• 第3章 对理论模型的改进
•   3.1 格点哈密顿量算法计算平均场
•   3.2 稳定性分析
•   3.3 本章总结
• 第4章 同位旋驰豫过程研究
•   4.1 N/Z不同核之间的同位旋输运及弛豫时间
•   4.2 旁观者与脖子区域的同位旋输运及弛豫时间
•   4.3 本章总结
• 第5章 总结与展望
•   5.1 总结
•   5.2 展望
• 参考文献
• 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王瀚生

导师: 沈文庆

关键词: 对称能,中质子有效质量劈裂,核物质状态方程,格点哈密顿量方法,同位旋弛豫过程

来源: 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 物理学,核科学技术

单位: 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)

分类号: O571

总页数: 73

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