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当下低能核结构领域不可思议的困境(5)像球一样的形变核

已有 1881 次阅读 2021-6-5 10:09 |个人分类:心智之旅|系统分类:科普集锦

       新物理是当下的物理学无法理解的物理现象。暗物质和暗能量是新物理的典型问题,它们究竟是什么至今也没有确定的结果。粒子物理这些年一直在寻找超出标准模型的迹象,最近在缪子磁矩上好像看到了希望。量子引力一直在寻找两者结合的实验迹象,但是可能性依然渺茫。高温超导已经发现很多年,但是机理至今完全不清楚。

       虽然说物理学至今发展的已经非常完善,但是依然存在许多我们完全不了解的东西。有一些问题是完全没有头绪,有一些在猜测验证阶段。认为物理学已经结束的说法,纯属是胡说八道。哪怕是在常规的物理研究领域,热点问题也是层出不穷的。在未来的50年,物理学领域可能会面临几次超级的大爆发。做物理学研究是当下聪明的年轻一代非常好的职业选择。

        原子核领域新物理的出现超出了所有人的预料,这里有必要对一些细节再进行一下解释。这里引用Garrett在他的最近的综述里的一些讨论。 国内做核结构理论的一些科学家可能对这些进展也不是太熟悉。            

       上图是Garrett讨论问题的出发点,就是平常所熟悉的球形核的激发谱和电磁跃迁的理论预言。如果实验给予了证实,这说明球形核是真实存在的。为什么过去70年我们都一直相信它的存在呢?一方面这个模式是几何模型预言的最简单的解,在相互作用玻色子模型中也是重要的一个简单的可解极限,另一方面从壳模型做对角化计算,也能重复出来差不多的结果。基于我们对于壳模型和几何模型的信任,自然我们会相信这个解是真实存在的。

       

        上图是Cd110的低能级实验数据,最右侧是共存的形变核的闯入态。闯入态右侧的部分是正常核的激发谱。从谱上可以很容易看到,这是一种典型的球形核的激发能谱。原子核会处于两种不同的形状,这是一个非常有趣的物理现象,已经研究了很多年。但是正常的电磁跃迁和球形核完全不同。以前讨论这个问题的时候,认为是球形核和形变核之间出现了强耦合,所以导致电磁跃迁发生改变。最近这种强耦合的假设被Garrett他们否决,球形核的存在才成为需要考虑的问题。

       这类问题不仅在Cd系列核中存在,也在Te、Pd、Ru、Mo、Sr等核中存在,基本上否定了球形核的存在。

        由于在Cd110中,正常态和闯入态很接近,所以一些真相被掩盖了。  在Cd120中闯入态的能级比较高,所以正常态的真容就被显露了出来。Batchelder等人对于Cd120做了详细的实验,给出了正常态的能谱。    

       上图是Cd120的能谱,关键的发现是,此时原来三声子态的位置不存在0+态,直接从能谱上否定了球形核的存在。我认为对于Cd120展开详细的实验探究是揭示这类看起来像球的形变核的本质的关键。

        而且从这个能级中,我们意识到这种像球的形变核是一类特殊的gama软核,这可以从31+和42+能级非常接近看出来。所以理解这类奇特存在的出发点就是gama软性,而这就需要提到一个非常重要的原子核模型-相互作用玻色子模型。

        (关于gama软性,请看下回继续)



     

     

         

          

       



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