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包含SU(3)对称性守恒高阶作用的相互作用玻色子模型(1)1975

已有 1688 次阅读 2022-7-7 11:42 |个人分类:我思故我在|系统分类:论文交流

    1975年,Arima和Iachello发表了一篇划时代的工作,在这篇文章中,他们认为原子核的集体激发态在数学方面,是一个玻色SU(6)群的表示。新的物理,一定伴随着新的数学,虽然群论的方法早就已经应用到量子力学和核结构研究中,但是把原子核看成一个玻色数守恒的玻色系统,依然是让人大吃一惊。这篇文章给了强作用费米系统一个极其深刻的洞见。      

    众所周知,原子核是由核子构成的费米子系统,从一个基础面来看,要构造一个费米子相互作用的哈密顿量,以此来解决核结构问题,这也是壳模型的出发点。当然,这不意味着玻色子描述在1975年之前不存在,这源于原子核的几何模型,从几何变量来讨论核结构的激发,则必然是一个玻色子的描述。

    但是Arima和Iachello引入了严格的群结构,在这里玻色子数是一个守恒量。这是一个让人惊异的结果。在这个之前的工作中,数量守恒的是费米子数,而几何激发的玻色子数是不守恒的。所以一个守恒的玻色子数,就必然和配对的核子数联系在了一起。从物理上看,这个观点是很直接的。因为价核子在吸引力的作用下,一定倾向于配对,而这里边的关键是,这个费米子对可以看成是玻色子。原子核的低能激发模式,是由一堆玻色子的相互作用所给出的,真是一个大胆的想法。

    剩下的就是代数方法,对于这些,核结构学家是已经很熟悉的的。在他们的文章中,SU(6)群下显然存在两套代数可解的群链,一个描述球形振动激发,一个描述长椭球的转动模式。转动激发的可解群链被称为SU(3)极限,从下图可以看到这类谱的特征。能量最低的带是Yrast带。带下边的标记是SU(3)群的表示。能量第二高的带有两个,0+开头的是β振动带,2+开头的是γ振动带。处于基态的原子核是长椭球形的。在这个极限中,我们会看到,β带和γ带的相同角动量的能级是严格的相等的,我们称为简并。




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