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EMC效应的发现,短距离强关联对的实验研究,Cd疑难的实验发现,SU3-IBM理论的提出和发展,一起指向了一个可能,就是原子核中的色禁闭。
原子核中的核子和自由的核子不一样,这个结果在预料之外,也在预料之中。在对于核力的理解中,认为核力类似分子之间的范德瓦尔斯力是一切的根源,这个类比有一定的道理,也存在不足,这在于色禁闭。
一是色禁闭不是把三个夸克限制在一起那么简单,可以有更极端的定义,就是我们检查不到色的存在,而不仅仅是自由夸克的存在。一个分子虽然是电中性的,但是在它的周围,我们依然可以检测到电场的分布,可以分析出电荷的情况。
严格的色禁闭,可以让核子的面积都是无色的。也就是说,实验检查不到任何色。(一个实验的定义)
这样,原子核中的核子就可以出现色涨落的情况,导致整个原子核才是表面无色的。
二是,由于渐进自由,虽然夸克原则上禁闭在核子内,但是高能的时候,这个夸克可以是自由的。那么当核子距离适合的时候,可以发生共振透射,夸克从一个核子透射到另一个核子中。当然,也可以是胶子发生透射。
这为原子核中的色涨落提出了可能的物理机制。
当然具体过程可能非常麻烦。
但是,关键是,区分了原子核中的核子,和自由的核子两个概念。如果自由的核子是SU(3)的色单态,那么原子核中的核子就不是,而是别的表示。这为我们理解这种关联奠定了基础。
也就是说SU(3)对称性支配了整个原子核的各种行为。
当然不是所有的细节。
从核力来说,主要分为了三个部分,一个是平均场,支配了约八成的核子,一个是短距离强关联,支配了约两成的核子,一个是长距离弱关联,支配了壳外的价核子。可以看到,这两种关联存在关系,但是是什么关系,现在依然不清楚。
也就是说核力中的主体是平均场和短距离强关联,然后留下了一个边角料。从当前的实验结果来看,平均场和短距离强关联都是普适的。EMC效应也是普适的。但是长距离关联不是如此,反而非常的对质子数和中子数敏感,并且决定了原子核的形状。
这个形状的研究被授予了一个诺贝尔物理学奖,但是现在来看,不是很准确。
虽然还没有明确的证据,但是似乎高能的部分和平均场也是有关的。这是当前的关键,谁能够明确的给出这种关系,毫无疑问就彻底额改变了我们对核物理的理解。
从当前的结果来看,EMC是普适的,说的是原子核中的核子中的夸克胶子不一样了,这样一来就必然导致核子之间的作用,产生原子核的色禁闭。然后平均场和短距离强关联也是普适的,说明这两部分是导致色禁闭的关键,然后剩下了一些边角料,使得色禁闭恰恰好,这就导致长距离关联变得非常敏感。
就好像一张长方形的纸,要求从上边分割下三平方米的纸块以及七平方米的纸块,这样一来,就一定会剩下一些没用的剩余,随着边长的增长,这剩下的面积也会变化,呈现周期性的变化,剩下的大小也会对边长敏感。
这就是原子核核力的整体图景,期待进一步的理论工作能够逐渐的描述它的细节,解释SU3-IBM,给出高能和低能的关系。
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GMT+8, 2024-9-1 11:25
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