中能重离子碰撞中同位旋相关核子-核子碰撞截面和同位旋相关平均场的探针

在最近几年我们通过使用同位旋相关的量子分子动力学模型 (IQMD)系统的研究了同位旋相关的平均场和介质中核子 核子 (N N)碰撞截面对中能重离子碰撞 (HIC)中碎裂和耗散的同位旋效应。我们发现原子核阻止R和Qzz,中等质量碎片多重性Nimf和质子(中子 )发射数Np(Nn)敏感的依赖于介质中N N碰撞截面的同位旋效应 ,而弱的依赖于同位旋相关的平均场 (对称势 ) ,这些物理量作为提取相对高能范围缺中子系统的同位旋相关介质中N N碰撞截面的探针。我们也可以通过相对低能区到 1 5 0MeV/u的前平衡核子发射中质比来提取关于对称势的知识和讨论它的同位旋依赖性。

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 .

核子-核子碰撞截面对同位素标度参数α的介质效应

核子能量在40—60MeV能区范围,对在两对重离子中心碰撞系统40Ca+48Ca和60Ca+48Ca以及112Sn+112Sn和124Sn+124Sn的反应中就同位素标度参数α对于核子-核子碰撞截面σmNeNd(αm)的介质效应进行了研究.结果发现,核子-核子碰撞介质效应对同位素标度参数α具有明显的影响.就产生这种介质效应的机理进行了分析和讨论.

原子核阻止是核子-核子碰撞截面的可能探针

利用同位旋相关的输运理论 ,研究了不同中子 -质子比的碰撞系统在中能重离子碰撞过程中 ,原子核阻止的同位旋效应及其对束流能量和碰撞参数的依赖性 .计算表明对于所研究的 4个碰撞系统 ,在从费米能附近到大约1 50MeV/u的较宽入射能量范围内 ,近心碰撞的原子核阻止强烈地依赖于核子-核子碰撞截面的同位旋相关性 ,而对称势对它的影响并不明显 .故原子核阻止是提取介质中核子 -核子碰撞截面的灵敏探针 .

中能重离子碰撞中同位旋相关核子-核子碰撞截面的可能观测量

利用同位旋相关的量子分子动力学研究和寻找提取中能重离子碰撞多重碎裂中同位旋相关核子 -核子碰撞截面的可能观测量 .计算结果表明 ,在多重碎裂过程中中等质量碎片多重性与带电粒子总数之间的关联是在所选能区提取介质中同位旋相关核子 -核子碰撞截面的灵敏观察量 .应用重质量弹核打轻质量靶核具有反应产物向前角发射这一逆反应效应 ,可以在有限探测器条件下与实验相结合提取介质中同位旋相关的核子

核子-核子碰撞截面的参数化公式

核子-核子碰撞截面(σNN)是描述原子核反应模型中的重要物理量。核子-核子碰撞截面包括质子-质子碰撞截面(σpp)、中子-中子碰撞截面(σnn)和中子-质子碰撞截面(σnp),它们随着核子能量与核物质密度的改变而变化。人们在目前研究中提出了多种核子-核子碰撞截面关于能量和核物质密度的参数化公式,通过计算12C+12C的完全反应截面,比较了不同入射能量下使用各种核子-核子碰撞截面参数化公式对12C完全反应截面的影响。

同位旋相关的核子碰撞截面的不同形式与核子的集体流

在详细比较同位旋相关的核子-核子碰撞截面的几种常用形式的基础上,利用IBUU模型,分别对具有相同质量的^(60)Ca+^(60)Ca和^(60)Ni+^(60)Ni的中能重离子碰撞进行了模拟计算,定量地分析了碰撞过程中不同形式的同位旋相关的核子-核子碰撞截面对于核子的快度分布和集体流的影响,结果显示:不同形式的核子碰撞截面,可以给出相差较大的核子的快度分布和横向流,但在同一种截面形式下,对称势的变化对横向流的影响较小,这表明在新的动量相关的对称势下,中能重离子碰撞中集体流对于截面的敏感性依然成立;同时表明,在相同的碰撞截面和对称势形式下,当入射能量在平衡能附近时,入射粒子的中质比对核子在平面流的影响较大,反之,影响较小.

从能谱中提取核子-核子碰撞截面的信息

用同位旋相关的量子分子动力学(IQMD)模型计算了入射能量在30～200MeV/u内,不同中质比的反应系统(76Zn+76Zn,76 Ge+76 Ge,76Se+76Se和76 Kr+76 Kr)碰撞产生的原子核阻止和反应产物能谱。发现原子核阻止和不同方向的动能比值有很强的关联性,且可以用垂直方向和平行方向的碎片总动能比值的平方根近似地代替原子核阻止,用来提取同位旋相关介质中的核子-核子碰撞截面的信息。在核反应实验中,很容易测量到该物理量,它是一个较好的探针。

动量相关作用在原子核阻止作为探针中的重要性

最近的研究工作表明原子核阻止强烈地依赖于两核子碰撞截面而较弱的依赖同位旋相关的平均场 (对称势 ) .故原子核阻止可以作为提取介质中同位旋相关核子 -核子碰撞截面的探针 .详细的计算表明动量相关作用在提高原子核阻止对两体碰撞的敏感性和减弱对称对称势的敏感性中起了重要作用 .

用中子晕弹核探寻同位旋非对称核物质状态方程

总结和评述了用中子晕弹核探寻同位旋非对称核物质状态方程。在具有同位旋和动量依赖的同位旋相关量子分子动力学框架内,采用对比中子晕弹核和相等质量稳定弹核在完全相同入射道条件下物理观测量的差别,来突出中子晕核明显的同位旋效应和加强物理观测量对于同位旋的灵敏性,从而提取核物质状态方程。例如,与稳定弹核碰撞系统相比,中子晕弹核明显提高了发射核子的中子-质子比和增加了它对于对称势的灵敏性,这两点特征非常有利于提取对称势。同样,由于中子晕弹核碰撞系统在低能区(E<60MeV)由于内部松散结构减弱了核子碰撞力度和动量耗散,与稳定核碰撞系统相比,明显提高了原子核阻止;而在高能区由于两体碰撞同位旋效应的增加,从而明显提高了原子核阻止。利用这些特征可以提取核子-核子碰撞截面的介质效应和同位旋依赖性。

利用BUU模型研究^(11)Li的核反应总截面和双中子剥去截面(英文)

发展了BUU模型,能够同时研究双中子晕结构核^(11)Li引起反应的核反应总截面和双中子剥去截面,计算中使用软的核物质状态方程和0.8倍的核子-核子碰撞截面,同时还用相对论平均场模型计算的中子和质子密度代替通常使用的方密度分布,计算结果可以很好地拟合不同反应系统的实验数据,假定对于晕核及其核芯核,彼此的核反应总截面与相互作用截面之间的差别相同,那么^(11)Li的双中子剥去截面可以表示成”Li及其核芯核^(9)Li引起反应的核反应总截面之差,研究结果表明这一假定可以适用于高能,对于中能核反应需要更多的实验数据来检验。

中能重离子碰撞中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， 研究了逆反应系统１２０ Ｘｅ＋４０Ｃａ， １２０Ｃｄ＋４０Ａｒ和７６Ｋｒ＋４０Ｃａ，７６Ｚｎ＋４０Ａｒ中多重碎裂的 同位旅效应．对于在中能区 缺中子碰撞系统的中等质量碎片多重性大于丰中子碰撞系统的现象进行了分析 和讨论．

径向膨胀流的同位旋效应

利用同位旋相关的量子分子动力学模型 ,研究了12 4 Ba +12 4 Ba和12 4 Sn+12 4 Sn两个系统在不同入射能量下对心碰撞的径向膨胀流 .发现丰中子系统12 4 Sn +12 4 Sn的径向膨胀流系统性地小于系统12 4 Ba +12 4 Ba的径向膨胀流 .同时发现这种差别主要来自于核子

同位旋非对称核物质状态方程

为了确定同位旋非对称核物质状态方程,利用同位旋有关的量子分子动力学理论计算和寻找实验上对于中能重离子碰撞中核子-核子碰撞截面或者对称势非常灵敏的物理观测量——探针.结果发现了几种分别对于核子-核子碰撞截面或者对称势非常灵敏的物理观测量.并对这些探针的机理进行了仔细研究,对以上研究结果进行小结和讨论,并为今后继续深入研究工作提出展望.

动量相关作用对中能重离子反应中碎裂和耗散的同位旋效应的作用

基于修正的同位旋相关的量子分子动力学模型(IQMD),对中高能区重离子碰撞过程中动量相关作用(MDI)、多重碎裂和耗散过程的同位旋效应的作用进行了研究.计算结果显示:在考虑了动量相关作用的情况下,原子核的阻止、核子发射以及中等质量碎片的多重性均大于不考虑动量相关作用时的数值,特别是在相对较高能区,在有动量相关作用时,根据同位旋相关的核子-核子碰撞截面和同位旋无关的核子-核子碰撞截面所得到的计算结果之差,也大于不考虑动量相关作用时的相应取值.这表明:在相对较高的能区,动量相关作用增强了这些物理量对于核子-核子碰撞截面的同位旋效应的敏感性.

挤出流的同位旋效应

在同位旋相关的量子分子动力学模型框架下 ,研究了碰撞系统12 4Sn +12 4 Sn和12 4Ba + 12 4Ba的挤出流及其同位旋效应 .发现丰中子系统12 4Sn + 12 4Sn表现出较小的挤出流 ,挤出流的这种同位旋相关性主要是由核子 -核子碰撞截面的同位旋相关性所决定的 ,只与对称能微弱相关 .

动量相关作用对两体耗散同位旋效应的重要性

利用同位旋相关的量子分子动力学 ,研究了中能重离子碰撞中动量相关的状态方程对原子核阻止基于两体耗散的同位旋效应的影响 .计算结果表明原子核阻止对同位旋相关和同位旋无关的核子 -核子碰撞截面 (两体耗散 )的差值强烈地依赖于动量相关势 ,即在有动量相关势的情况下原子核阻止对同位旋相关和同位旋无关的核子 -核子碰撞截面的差值大于没有动量相关势的情况 .这就意味着动量相关作用明显地提高了原子核阻止对于核子 -核子碰撞截面的灵敏性 .因此 ,在考虑动量相关势的情况下 ,原子核阻止可以更准确地作为提取同位旋相关的核子

转动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框架下 ,通过分析中间快度的方位角分布研究了 4 0MeV/u 5 8Fe + 5 8Fe和5 8Ni+ 5 8Ni反应体系在不同碰撞参数下的转动集体流 ,并且半经典地计算了转动观测量 .发现丰中子体系 (5 8Fe + 5 8Fe)具有较强的转动集体流 ,这种现象在半周边碰撞中更加明显 .转动集体流的同位旋相关性主要来自于核子 -核子碰撞截面的同位旋相关性和对称能的影响 .

核物质状态方程中动量相关作用可能的探针

研究了动量相关作用对于中子-质子比动能谱rb(Ek)的效应,发现rb(Ek)灵敏的依赖于动量相关作用而弱的依赖于介质中核子-核子碰撞截面和对称势.因此rb(Ek)是提取重离子碰撞中动量相关作用信息的可能探针.同时,对于丰中子弹核和相同质量稳定弹核在相同入射道条件下,丰中子碰撞系统明显加强了动量相关作用对rb(Ek)的效应.故两个碰撞系统rb(Ek)结果的比较为在重离子碰撞中提取动量相关作用的知识提供了另一个重要的判据。