SU3-IBM分享 http://blog.sciencenet.cn/u/qiaoqiao1980 努力揭开更多原子核的秘密

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Cd疑难 (4) 类球谱

已有 652 次阅读 2025-1-4 12:07 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

       1950年开始,核结构领域意识到原子核中形变的重要性,给出了形变的机制,并且提出了几何模型,仿照带电液滴的运动模式,提出了表面振动、长椭球转动、刚性三轴转动以及γ软转动等振动模式。(现在我们知道,除了这些概念,几乎都是错误的)

   这个逻辑很简单。因为球平均场可以解释幻数的存在,所以幻数核是球形的。(一切的错误都开始于这个结论,但是什么是正确的,我们到现在还依然不知道)当能隙外的价核子不多的时候,无法导致球形发生形变。而当价核子很多的时候,就会导致形变的发生。所以当价核子的数量从少到多的时候,原子核的形状从球形到大形变,会发生形状量子相变。

   从实验上看似乎也的确如此。

   1975年,Arima和Iachello提出了相互作用玻色子模型(IBM),对核结构领域产生了极大的影响。但是他们的工作没有突破以前的观念,因为那个时候的实验数据还不足以产生转变。

   他们把形状和对称性联系了起来。在IBM中,有角动量为0和2的两类玻色子,所以有6种玻色子。在群论上,就是U(6)群。从数学上,会发现有三个子群,就是U(5)群、SU(3)群和O(6)群,分别对应球形核、长椭球形核和γ软核。

   实验上看起来好像也没问题。

   所以原子核的集体激发的背后,是由对称性来支配的。这是一个深刻的洞见,但是能够看到,没有新的物理。这可能是IBM最终没有获得诺贝尔物理学奖的原因。

   所以从那时候开始,我们就知道球形核的激发行为是由U(5)对称性决定的,γ软的激发模式是由O(6)对称性决定的。

   所以这里边要清楚,也许真的有一种球形核,但是没有U(5)对称性。

图片.png

   Cd核的问题,引起了研究者的关注。2011年,Heyde和Wood在近代物理评论上发表了综述《原子核中的形状共存》,特意讨论了这个问题,并称为未解问题。Cd疑难这个词是什么时候出来的,我有点不确定了,但是不是我起的。我起的名字是球形核疑难。

   到了2012年,正如前边的博文里边所写的,正常态和闯入态的耦合没有那么强,所以不能很大的改变电磁跃迁特征。他们也猜测这是一种γ软核。但是他们没有说出,这是一种新的运动模式。图片.png

   在同一年,类球形核谱的初步特征被实验发现。研究者意识到,正是因为闯入态的存在,导致一些特征无法很好的识别。虽然耦合比较弱,但是也影响了正常态的行为,导致我们不是很清楚,这个新的运动模式究竟是什么样子的。

   Batchelder等人做出了重要的工作。他们发现Cd120中的闯入态和正常态的位置就比较远了。所以两者的耦合会非常弱,甚至可以忽略。于是他们讨论了这个原子核,发现了令人震惊的结果。

图片.png

   他们发现,不仅闯入态的能级上去了,连带着原来三声子态附近的0+态也消失了。这个新的运动模式,第一次在低能区部分现了真容。但是这个原子核测量起来困难,无法给出电磁跃迁更多的结果。

   但是这也极大的让人意识到,一些不一样的事情发生了。球形核的能谱的确是不存在的,存在的能谱看起来像球形核的能谱,(但是绝对不是O(6)对称性的)但是在三声子态的附近,没有0+态。

   我把这种能谱称为类球谱,一种像球的γ软谱。

   但是在这篇文章中,他们也没有称这种模式是一种新的运动模式。因为数据太少了。那个时候,研究者都不知道发生了什么事情。

   发现了一种新的集体模式,在那个时候是难以想象的。即使在今天,似乎也没有多少人意识到这一点。

   从现在来看,这个事情已经很简单了。但是事实不是如此,就好像熟悉了爱因斯坦的狭义相对论以后,就会认为庞加莱说的也是这个意思。这实际上是胡扯,庞加莱和洛伦兹的研究,是属于那个时候的以太物理学的一部分。我们现在已经不熟悉这种过去的物理学了,所以不容易区分庞加莱的理论和爱因斯坦的狭义相对论。

   我可以说,那个时候,已经发现了类球谱。但是实际上,那个时候,没有人意识到这是一种新的运动模式。



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