中能重离子碰撞中同位旋效应的灵敏探针

在重离子碰撞过程中， 基于重质量的弹核轰击轻质量靶核有大量中等质量碎片向前发射的逆运动学效应， 利用同位旋相关的量子分子动力学观察和研究了重离子碰撞过程中同位旋效应的灵敏性． 计算结果表明在所选能区， 中等质量碎片的多重性与带电粒子总数之间的关联是提取介质中核子核子碰撞截面的灵敏观测量， 而此时对称势的同位旋效应却不明显．

重离子碰撞中的同位旋效应

根据近年来利用同位旋相关输运理论在中能重离子碰撞同位旋效应研究方面的成果 ,并结合国际上在该问题上的进展 ,综合介绍和分析了中能重离子碰撞中的多重碎裂、原子核阻止和前平衡发射中子 -质子比的同位旋效应及其随入射道条件 :入射能量、碰撞参数、碰撞系统的质量 ,特别是随中子 -质子比的演化过程 .讨论了利用以上物理观测量在提取同位旋非对称核物质状态方程知识方面的可能性 ,并对其发展进行了展望 .

同位旋相关的输运理论和中能重离子碰撞中同位旋效应研究进展

本文对现有的描述中能重离子碰撞中同位旋相关的输运理论进行了评述 ,并给出了采用这些理论研究中能重离子碰撞中同位旋效应的最新成果 。

中能重离子核反应的碎裂、集体流和其同位旋效应

本文总结了中能重离子核反应的一般特征及热核反应与衰变过程的动力学、热力学和化学 (同位旋组分 )效应。尤其是 ,综合了作者在当前中能重离子核物理研究热点 ,如多重碎裂、“颈”发射、集体流及其同位旋物理等这些方面的系统性工作 ,作了较为完整深入的介绍 ,最后我们还对当前中能重离子核物理的发展前景作了扼要的介绍。

用于热核同位旋效应研究的高质量分辨望远镜探测器

描述了一个用于热核同位旋效应研究的高质量分辨带电粒子望远镜探测器。望远镜由三叠层探测器组成 ,其中前两片是全耗尽硅半导体 ΔE探测器 ,后一片是锂漂移硅探测器。其厚度分别为 :350、50 0、350 0μm。此探测器的主要特点是 :具有高能量分辨、高质量分辨 (对1 6 OΔA/ A =3.1 % )、大能量范围 (例如 ,对于氧粒子为 1 2～ 60 Me V/ amu) ,可对直到硫的粒子进行同位素鉴别 ,能较好地用于热核同位旋效应研究。

用于热核同位旋效应研究的BGO探测器阵列

报道了35MeV/u ^(36)Ar+^(112,124)Sn反应中用于中等质量碎片(IMF)(3≤Z≤5)关联函数测量的ΔE(Si)+E(BGO)望远镜阵列的测试结果。实验表明该探测器阵列的几何安排有利于提高小角关联测量中的动量分辨,可用于IMF发射时标的同位旋依赖性的研究。

丰质子核反应中轻带电粒子发射的同位旋效应

采用同位旋相关的Boltzmann-Langevin方程计算了核素12—15N和17—20Ne反应中轻带电粒子发射的同位旋效应。12—15N与28Si靶的反应结果显示轻带电粒子的产生截面有明显的同位旋效应,12N的轻带电粒子产生截面突然增大,与实验得出的结论相同,由此检验了所采用的计算方法的可行性。同时还计算了17—20Ne与9Be靶的反应,发现17Ne的轻带电粒子产生截面也是突然增大,并且其质子分布有较大的弥散,据此认为17Ne可能具有晕结构。

通过铕同位素的α衰变研究核势的同位旋效应

基于采用唯象核势的结团模型研究了铕同位素的α衰变半衰期,计算结果表明结团模型比库仑势加亲和势模型更加接近铕同位素的α衰变实验数据.引入因子f来修正唯象核势,发现因子f与同位旋之间存在强烈的线性关系,根据α衰变半衰期的实验数据提取了相关系数.

不同核温度计对核温度同位旋效应的影响

利用量子分子动力学模型研究了不同核温度计测量的热核温度。使用中能区的对心重离子碰撞产生平衡的热核,同时选取轻质量的弹核和重质量的靶核作为反应系统。使用上述的反应系统可以使核子发生足够多次的碰撞,从而使系统达到平衡。热核的质量数范围是190~200,不对称度(N-Z)/A范围是0.11~0.20。研究发现使用不同的核温度计时,核温度的同位旋效应存在差异。使用伽马光子温度计时,丰中子系统的温度较高。丰中子系统的温度比缺中子系统的温度高大约为0.1 MeV。使用斜率温度计时,缺中子系统的温度较高,缺中子系统的温度比丰中子系统的温度高大约0.2 MeV。由于斜率温度计会受到发射粒子的库仑效应、反冲效用以及费米动能的影响,因此需要进一步研究核温度计的物理特性,从而更加精确的提取重离子碰撞中产生的热核温度。

中能重离子碰撞中集体流的同位旋效应

在同位旋相关的量子分子动力学模型的基础上，利用Skyrme－Hartree－Fock计算所得的中子、质子密度，同时利用费米气体模型得到相应的中子、质子费米面，抽样出稳定的(58)Fe和(58)Ni初始核．仔细研究了(55)MeV／u(58)Fe＋(58)Fe和55MeV／u(58)Ni＋(58)Ni两个反应中集体流的同位旋效应．在不同碰撞参数下对不同类型的碎块，观察到丰中子反应系统(58)Fe＋(58)Fe比(58)Ni＋(58)Ni有更强的集体流，并能与实验结果定性符合．同时，研究了同位旋相关的对称能与核子－核子碰撞截面对集体流的影响。

30MeV/u^(40)Ar+^(112,124)Sn反应后角能谱温度的同位旋效应

在 30MeV/u4 0 Ar +112 ,12 4 Sn反应中用平行板雪崩计数器实现了前冲余核的测量 .在不同的线性动量转移下用运动源模型拟合了后角的3 He,α和6He能谱 ,发现3 He的能谱斜率温度在12 4 Sn系统中高于112 Sn系统 ,而6He的温度在112 Sn系统中更高 ,α粒子在两个系统中没有明显差别 .用热核粒子蒸发过程衰变道的选择性对这种同位旋相关性进行了解释 .

化学不稳定性和同位素分布的同位旋效应

采用同位旋相关的量子分子动力学模型 ,研究了在轰击能量为 40MeV u和 10 0MeV u时 ,1 1 2 Sn +1 1 2 Sn和1 2 4Sn +1 2 4Sn反应产物的同位素分布 .发现在 40MeV u时 ,同位素分布与入射体系的同位旋密切相关 ;而在 10 0MeV u时 ,对这两种不同同位旋体系给出几乎相同的同位素分布 .

重离子反应中核子前平衡发射的同位旋效应

考虑了同位旋相关的对称能、库仑能及核子—核子碰撞截面，对反应４０Ａｒ＋４０Ａｒ（Ｅ＝２５ＭｅＶ／ｕ，ｂ＝０）进行了量子分子动力学模拟，讨论了同位旋效应对核子发射的影响．观察到前平衡发射的中子和质子的比率大于反应系统的中质比，发现对称能有利于中子的发射而阻碍质子的发射，而同位旋相关的核子—核子碰撞截面对中子和质子的发射都有利，但似乎更有利于质子的发射。

中能重离子碰撞中带电粒子多重性的同位旋效应

利用兰州4π带电粒子探测器阵列测量带电粒子多重性,研究了55MeV/u ^(40)Ar+^(58,64)Ni核反应中He和中等质量碎片的产额与反应系统同位旋的关系,以及这种同位旋效应与反应系统的碰撞参数(即碰撞的激烈程度)、系统的激发能的变化关系,对两个反应系统,观察到带电粒子多重性中He的比分随带电粒子多重性的增加而增大,带电粒子多重性中IMF的比分随带电粒子多重性的增加而先增大,后减小的规律.两个反应系统虽然具有相同的核电荷数,但轻粒子He和中等质量碎片在多重性中的比分有明显的同位旋相关性。

轻系统多重碎裂的同位旋效应

利用同位旋相关的量子分子动力学模型，对＾４０Ｃａ＋＾４０Ｃａ和＾４０Ａｒ＋＾４０Ａｒ系统在不同入射能量时，同位旋效应对多重碎裂的影响进行了讨论。低能区的多重碎裂由于多种同位旋相关的因素相互抵消，因此多重碎裂的同位旋效应不明显。随着能量的增加，同位旋相关的戴面造成多重碎裂的明显差别。

中能重离子碰撞中前平衡核子发射的同位旋效应

利用同位旋相关的输运理论 ,研究了中能重离子碰撞中丰中子和缺中子碰撞系统在较宽能区范围内前平衡发射核子的同位旋效应 .结果表明除低能区外 ,在 10 0MeV/u以上核子 -核子碰撞动力学效应起主要作用的能区 ,前平衡发射的中子 -质子比仍然对介质中核子 -核子碰撞截面的同位旋效应不灵敏 ,然而对于对称势的改变非常灵敏 .故从低能量到较高能量的较大能区内 ,前平衡发射的中子

中能重离子碎裂反应的同位旋效应及其消失

用修正的统计擦去模型计算了中能重离子碎裂反应产生的同位素分布的同位旋效应 ,发现随着 (Zproj-Z) /Zproj的增大 ,碎裂反应的同位旋效应将逐渐减小直到消失 .同时 ,研究表明碎裂反应的同位旋效应的消失主要是由擦去阶段的几何效应和随后的蒸发效应导致的 .

轻粒子产额及其关联的同位旋效应

用晶格气体模型系统地研究了热发射体的粒子发射特性，阐述了发射体系的同位旋对轻系统的中子、带电粒子和轻粒子产额，以及对轻粒子产额比和双产额同位素比的影响．发现轻粒子产额和产额比是复合系统同位旋的敏感观测量，而双产额同位素比几乎不依赖于体系的同位旋．

30MeV/u^(40)Ar+^(112,124)Sn反应中态布居核温度的同位旋效应

用 13单元望远镜探测器阵列测量了 30MeV u40 Ar +112 ,12 4Sn反应中小角关联粒子 ,由两体符合事件提取了α α关联函数 .用三体弹道理论模型MENEKA计算本底关联函数 ,用Monte Carlo方法计算探测效率函数 ,在扣除本底产额并考虑探测效率的修正后 ,对不同同位旋反应系统 40 Ar +112 Sn和 40 Ar+12 4Sn提取的相对态布居核温度分别是 4 .18±0 .2 50 .2 1MeV和 4 .10±0 .2 20 .2 0 MeV ;考察态布居核温度和粒子能量的关系时 ,观察到两个系统的发射温度均随着粒子能量的增加而降低 ,缺中子系统40 Ar +112 Sn中由低能时的 5 .13±0 .3 00 .2 6MeV降低到高能时的 3.87±0 .3 70 .2 9MeV ,丰中子系统 40 Ar +12 4Sn中由低能时的 5 .39±0 .3 00 .2 6MeV降低到高能时的 3.32±0 .2 80 .2 3 MeV .

同位旋效应对中能重离子反应中轻粒子产物的影响

利用同位旋相关的量子分子动力学模型 ,研究了112 Sn + 112 Sn和12 4 Sn + 12 4 Sn两反应系统在不同入射能量、不同碰撞参数、不同势场和不同核子 核子碰撞截面下的粒子发射特征 .阐述了发射体系的同位旋对轻粒子产额比的影响 .发现轻粒子产额比是同位旋的敏感观测量 .另外 ,还发现中快度区发射的粒子有更高的丰中子程度 .同时 ,轻粒子的比不敏感于核子 核子碰撞截面 ,而敏感于核态方程 ,这使得从轻粒子比提取同位旋相关的核态方程变成一种可能 .