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为什么说SU3-IBM会提供原子核内核子之间相互作用的准确信息?

已有 626 次阅读 2024-5-17 15:29 |个人分类:心智之旅|系统分类:观点评述

    核子之间的相互作用是什么样子的?这在今天依然是一个不能完全回答的问题。支配核子之间相互作用的基本理论是量子色动力学,这是已经公认的。但是在低能区,这种相互作用非常强大,使得常规的研究方法都不是很精确。可以研究问题,但是不够精确,这一点一定要明确。所以对于细节依赖的问题就会回答错误。特别是由于夸克禁闭现象的出现,导致这些问题更加困惑。

    密度泛函是一种常用的手段。如果给出了描述核子之间相互作用的哈密顿量,虽然它非常复杂,甚至可能还不够确定,但是我们可以通过密度泛函理论,把它的基态性质明确的给出。激发态还没有太弄明白。但是这样一来,就可以和其他已经发展起来的核结构模型联系起来,尽量让它们之间的基态性质是一样的,也就是势能面保持一致。如果能够解释核结构的低能现象,那么这种核子之间的相互作用就是合理的。

     这方面的研究已经获得了大量的进展,但是依然不够精确的。可以解释很多的现象,但是不能解释所有的现象。这是一定的,因为不管是核子之间的相互作用,还是以前的核结构模型,都不太准确。

     SU3-IBM提供了描述核结构低能激发行为的准确的哈密顿量。虽然只是才开始,但是这种模型对于核结构细节的描述,远远超过以前的核结构模型。就好像普朗克,无意之间发现了描述黑体辐射分布的准确的公式,这个公式,既不能用粒子的观点描述,也不能用波的观点描述(以前的理论彻底失败),但是符合实验,从而开启了量子的新时代。SU3-IBM究竟意味着什么,我其实还不是很清楚。但是它对于精细核谱的描述,自然不是巧合。

    由于SU3-IBM能够给出精细核谱,所以它是描述核结构低能激发行为的准确的哈密顿量。当然,通过进一步的改进,可以更精确(SU3核结构工程)。以前的核结构模型,看起来是粗略的描述了核结构的低能行为,是一个粗糙的近似,但是实际上,理论和实验差别很大,在定性上就存在极大的差别,所以不能作为零级近似。

    这样以来,SU3-IBM就会提供一个描述原子核基态的精确的势能面。虽然还没有做这方面的研究,但是我相信,它会比以前精确的多。这里边要清楚的是,基态对相互作用很多时候是刚性的,所以不容易区分。但是对于一些典型的原子核,会差别极大。这样一来,密度泛函理论能否提供一个精确的描述,就会成为核子之间相互作用的准确判据。通过不断地调整核子之间的相互作用,直到能重复出SU3-IBM的势能面,就可以知道这就是准确的核子之间的相互作用描述了。

    正是通过密度泛函,建立了核结构模型和核子之间哈密顿量之间的联系。



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