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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核物理的研究者,已经在原子核中发现了夸克胶子效应

已有 671 次阅读 2024-6-27 21:10 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

    最近,我提出的SU3-IBM理论,给出了准确描述原子核低能激发行为的哈密顿量。让人惊奇的是,这个哈密顿量异常有规律,除了对力作用的一项外(吸引作用在基态附近一定会导致配对作用,这个就是超流超导现象,与具体的吸引力机制没有关系),剩下的相互作用只与SU(3)对称性有关。如果考虑到平均场也具有很好的SU(3)对称性(该结论由Bonatsos等人给出),那么这个结论是异常惊人的。

    因为这里意味着一个从来没有过的结果,就是核子核子之间的相互作用具有SU(3)对称性。而且由于从0阶作用,到4阶作用,都很重要。这意味着,原子核中不同尺度的物理都在起作用,这是惊人的发现。原子核的大小(重核)在5飞米(平均场)(我研究的原子核质量数在180到200),核子之间的平均距离在1.7飞米(对力作用),核子的半径为0.84个飞米(应该为形变作用负责),所以这个SU(3)对称性出现在两个尺度,一个是平均场,一个是核子自身的尺度,由于高阶作用的存在,这其实意味着,SU(3)对称性存在更小的尺度上,也就是夸克胶子上,这是很惊奇的。SU3-IBM的正确性,其实是意味着原子核中具有夸克胶子效应,而且还不小。(这个推论可能会震惊所有研究原子核的研究者)

    这确实让我很奇怪。因为这似乎意味着,核子的形状对于原子核的集体激发产生了作用,我在以前的博文中提到过这个结果,因为我以前有时候也会思考为什么会出现这样奇特的结果。因为以前的核子通过介子相互作用的观点,似乎给出不了这样的高阶作用。(这个结果和量子电动力学有些像)

     这两天我又重新考虑这个问题,而且去查找文献,没想到真的有这个事情。核物理学家已经发现了原子核中的夸克胶子效应。我对细节还不清楚,但是一些结论我还是能看出来的。     图片.png

   在这篇文献中,他们给出了核结构研究的新图景。

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   在这里会看到,1947年开始的看法,是核子是没有结构的粒子。核子之间通过介子相互作用。(这个想法是日本的汤川秀树首先给出的,然后这个介子在1947年被实验发现)到了1970年,研究者意识到核子是由三个夸克构成的,所以核子是有大小的。但是早期的观点比较简单,就是由于色禁闭,核子还是介子是没有颜色的,所以就是多了一个尺度的效应,但是由于核子的尺度,比核子之间的平均距离小很多(几乎是一半),所以这个大小看起来用处不大。

    原子核的有效场理论进一步支持这种观点,这个理论成为了原子核研究的一个主流。所以很多年以来,没有人相信在原子核的尺度上需要考虑夸克胶子作用。但是到了2017年(这篇综述的发表时间),实际上应该更早些,因为他们做了许多实验,特别是2011年的一篇实验,确定了原子核中的夸克胶子效应。

    (最近思考全息理论,也使得我意识到低能和高能之间可能存在直接的对应关系)

    这个事情和我以前猜想的有关,但是我以前不知道。就是核子的大小,是与原子核有关的。从下边的第一个图能看到,有些原子核变大了。另外,第二种情况,就是两个核子的强关联现象,也就是说,只要是色禁闭的,就是可以出现的。最近我也猜想到了这种可能。不同核子之间的夸克会有联系。

    可以说,SU3-IBM实际上是原子核中存在夸克胶子作用的第二个结果,而且这个结果更加的直接明确,因为和对称性联系在了一起。也就是说,夸克胶子的量子色动力学的SU(3)对称性和SU3-IBM中的SU(3)对称性两者是相关的。但是我不知道是如何相关的,在从高能到低能区又是如何演化的,但是找到了联系,我们就有了解决的思路。

    这个发现极其重要。如何确定这个关系,将是理解核子核子相互作用的最重要的一步。

    杨正瓴老师问我,什么时候能达到诺贝尔物理学奖?这个事情以前在我看来是根本不可能的。但是最近两个月的工作,的确让我看到了希望。我突然之间在SU3-IBM和实验数据之间找到了确定性的联系(文章正在准备中,结果将会在七月初在本校召开的一个粒子物理核物理宇宙学方向的会议上首次公布),这使我开始认真对待这个结果究竟意味着什么,因为这个结论不仅在核结构领域没有过,其实在核物理中也没有过。

    一个平均场理论,居然从0阶作用到4阶作用都要起作用,那只能意味着各个尺度的物理交织在了一起,这也就只能意味着原子核存在夸克胶子作用。这个结论让我震惊,也让我无法想象。但是让人惊奇的是,我居然真的找到了进一步支持这个想法的结论。这些结论最近这些年才出现,而且和我的研究太遥远,所以我一直也不知道。

    就好像当我发现SU3-IBM和球形核疑难之间的关系的时候,我期待有新的可能,结果就发现了B(E)反常,这个太巧妙了。孤证不举,我现在开始相信SU3-IBM意味着原子核中的夸克胶子作用。剩下的就是努力去研究他们之间的关系,这也许是一个又十年的光阴,不过当我们把这些结果确定性的给出的时候,就真正的开创了核结构研究的新时代。

    最近的新的研究,已经让我确信,我们的工作已经超出了一流的水平,位于一流和诺贝尔物理学奖水平之间,这是中国本土科学家(而且是完全由我们中国科学家首先提出,我的老师的老师,我的老师,我的师兄都参与了基础性的工作,只有Fortunato等人在2011年给出了新的研究,不知道为什么他们会做这方面的研究,而且我其实在2008年前后就已经在研究这个问题了)第一次做出了接近诺贝尔物理学奖水平的工作(中国当前的一些工作非常重要,但是和国外的研究者有很大的关系,而且是相当热点的工作,在所研究的领域也还达不到诺贝尔物理学奖的水平),而且正如前边所说,我们的研究还有继续扩大的广泛空间。谁知道奇迹就不会发生呢?



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