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Heyde和Wood关于原子核形状的历史性评述文章值得每一个做核结构的研究者仔细研读

已有 1089 次阅读 2022-11-18 18:02 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

    K. Heyde和J. L. Wood是核结构领域的老前辈,他们以及合作者在形状共存方向写了三篇综述,在核结构领域影响深远。最近的一篇综述是2011年发表在近代物理综述上的《Shape coexistence in atomic nuclei》,这片文章不仅极大的推动了核结构领域形状共存的进一步研究,而且提出了Cd puzzle,也就是球形核疑难。说的是,在实验上,没有找到球形核,不存在刚性球形核的声子激发模式。

    两人在2016年发表了一篇关于原子核形状的历史性评述文章《Nuclear shapes: from earliest ideas to multiple shape coexisting structures》,在文章中讨论了历史上是如何一点点的理解原子核的形变的,特别是对于球形核疑难做了进一步的阐述。    

    在文章的第一页,他们写道:“通过40年时间,我们构造了这样的一个图景,在这里形变成为了一个主要的观测到的激发模式,使得刚性球形核成为一个例外。”直接提出了球形核疑难。

    在第八页,他们指出:“低级四极矩振动的出现,或者在球形的原子核中,或者是长椭球中的软的或形变的存在振动激发模式的都在被质疑。”

    在同样的第八页,他们总结了一句:“在原子核中对于低能四极矩振动的质疑,正如上面所定义的,是一个相对比较近的进展。”

    在第11页,他们做了总结,分析了在没有明确实验证据的时候为什么核结构的研究者会如此的相信球形核的时候说:“原子核新出现的图景是,对于获得关于核结构的一个统一的图景,四极矩形变是基础的。尽管很长时间已经意识到许多原子核是形变的,原子核讨论的参考框架依然是球形。我们想要争议的是,需要观念上的转变:球形是一种特殊的形变。因此,我们争议,参考框架在基本上是一个形变的多体系统。在描述原子核结构的时候球形占据一个支配的地位,是由于构建波函数的时候优先采取的基矢,比如球形独立粒子波函数的斯莱特行列式,很容易耦合到好的角动量。”

    随后他们分析了采取球形基的两个优点,这里不再多说。

    这篇观点文章对于我产生了很大的影响,我觉得每一个研究核结构理论的都应该反复阅读这篇小文章,它直指最新的核结构进展。

    物理理论是建构在实验基础之上的。当实验出现反常结果的时候,这意味着老的理论是有问题的,我们需要进一步发展新的理论,而不是拒绝实验结果。如何协调现有的理论和新的实验结果,是做理论研究的优先需要考虑的。很高兴,本人在这个方向上首先做出了理论的突破。

    在这篇文章中,有些话应该是隐而未发。球形核疑难的存在,也就是不存在球形核这件事,不仅挑战了几何模型的一些结论,实际上正如文章中所说,它的存在更多的是利用球形基建构理论的时候所产生的错觉,实质上就是对于单粒子的球形平均场产生了质疑。实际上的参考形状,是一种形变势。在本人的文章中,这是一种奇特的γ软势。这种势场首先是Fortunato等人发现的,我认为它正是Heyde和Wood等人所一直在寻找的。这质疑了70多年来,核结构理解的理论基础。

    当我接触球形核疑难以后,我花了很长的时间来阅读相关的实验文章,我相信这种质疑是没有问题的,老的核结构的观念是靠不住的。特别是B(E2)反常的实验发现,与老的理论如此的格格不入。

    我相信,原子核的低能研究虽然已经出现百年,从壳模型的发现开始也已经过了七十多年,它的真实面目也许才开始被我们认识,一个属于原子核研究的新时代正在开始。






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