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

博文

原子核中的“风暴”

已有 196 次阅读 2024-7-2 11:17 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

    最近几年,我提出了SU3-IBM,这个哈密顿量的每一部分都是以前的研究者给出的,但是放在一起,把它和现实的原子核的能谱联系起来,是我的工作。这么操作,是一个奇怪的动作,因为和以前的观点是不一致的。但是拟合的结果,超出想象,和实际的能谱符合的更好。特别是最近,我在实验中找到了该理论的独特预言,证实了它的正确性。

    以前一直努力来证实这个理论,现在证实了,就希望更好的理解它。因为这个哈密顿量实在是太奇怪了,和常理不符。核结构的理论是建立在平均场上的,所以很难想象剩余的相互作用居然从一阶到四阶都有。最近的理论证实了一个奇特的结论,就是在重核中存在三体作用。(这个结果应该会让做大尺度壳模型的喷血)这证实了以前的研究出现了本质性的错误。

    这个理论为什么正确?高阶项的存在意味着小尺度的高能作用,对低能产生了影响,大的尺度的物理和小的尺度的物理没有退耦合。为什么三体作用会扮演主要作用,而两体作用居然会变成小项?这些都是以前的观念无法理解的。

     最近查找文献,居然真的让我找到了答案。虽然还只是物理的图景,但是彼此都是符合的。这里边的关键是量子色动力学的色禁闭。对于色禁闭,我们其实还没有让人信服的理论。核结构是从平均场来考虑的,而核子核子之间的相互作用,是直接通过核子散射而得到的。两者本质上应该是一致的。

     核子核子之间的相互作用,首先是日本科学家汤川秀树首先给出的。核子通过介子而相互作用。1947年,实验发现了这个介子。1949年,汤川秀树获得诺贝尔物理学奖。后来,我们知道,进一步研究证实了核子是由夸克和胶子构成的,形成核子的原因是色禁闭。核子核子之间的相互作用本质上是一种色禁闭现象。

     实验上是不能直接观测到色的存在的。为什么会这样,我们到现在也不是很清楚。以前的观念只是把色禁闭停留在了核子范围。实际上核子核子之间的相互作用,肯定本质上是由量子色动力学支配的,是一种色力。这里边有一个关键的事情,就是量子色动力学的真空,由于强相互作用,和普通的真空不一样。这个真空,凝聚着大量的介子。

     所以核子核子之间的相互作用,会通过这个真空通过交换介子而实现,这就是汤川秀树给出的。但是和原来的想法有区别。以前的想法,和量子电动力学差不多,一个核子发出了一个介子,然后这个介子被另外一个核子吸收了,所以两个核子之间产生了吸引作用。实际上的情况是,核子会有短暂的色涨落,导致真空中的介子极化,并且影响别的核子,从而导致色禁闭的现象。此时的色禁闭发生在了原子核的尺度上。

     这样一种观念,必然导致了平均场,以及剩余作用是两体作用的观念,三体作用很显然要小的多。因为核子之间的距离,比核子的尺度还是大不少的。所以核子的结构不需要考虑。

     但是实际上的情况并不是这么简单的。由于色禁闭,核子核子之间可以直接作用,出现短暂的短距离强关联。我去年开会的时候,我还问别人,核子核子之间不应该通过色作用直接作用么?最近查找文献,原来这个早已经发现了。

     所以核子之间的作用有两类,一类是通过介子极化的作用,作用比较弱,范围比较大,产生了平均场,以及剩余作用,有两体,有三体,但是越来越弱。(这个就是传统的观念,观念本身没有问题)第二类,就是核子之间的直接的短距离关联。(这个是忽略的东西)这个发现是非常重要的。

     按照以前的观点,如果出现了平均场,剩余相互作用就是两体是最重要的,然后是三体等高阶作用,就是三体需要考虑,它的贡献也不可能出过两体作用。

     SU3-IBM打破了这个观念,关键是实验上也证实了这个理论,这才是关键的。

     有一些相互作用,是不能被平均场的,比如暂时的短距离关联(这个关联会导致核子的尺度变化,从而也会影响平均场,但是不太容易验证)。核子核子之间,有两种作用,一个是直接作用,一个是借助介子的间接作用。所以这导致了一种奇特的结果,在条件适合的时候,这两个作用通道会相消干涉,导致核子核子之间的作用减少。(我在读博的时候,研究的东西就和这个相似,所以六年的博士也不是白读的)所以在这个时候,两体作用就会变小,而三体作用起到决定性的支配作用。(这个现象在实验上已经发现,既证实了SU3-IBM,其实也证实了这种相消干涉的存在,剩下的就是针对这个现象的进一步实验和理论研究)

     当然三体的核子之间的作用,也有类似的情况,但是会更加复杂。首先是间接作用,这个比较小。在重核中,可能真的就不需要考虑了。但是三核子的短距离强关联,却重要的多,所以就会体现出来。

     这样的物理图景,已经超出了平常核结构研究者考虑的物理图景。(这样的图景其实已经存在,核子核子实验的研究已经有很长的历史了,但是都一直认为小尺度的物理对原子核没有关系,老的观念的转变太难了)但是当下核子核子的短距离关联的实验研究,正在揭开被忽视的一面。小尺度,对大尺度的物理依然有作用,而且在有的时候反而会很大。

     所以,问题的关键在于色禁闭。原子核的出现是色禁闭的结果。但是色禁闭的具体机制我们并不清楚。在有原理还不清楚的领域,一些经验就会出现问题。原子核中其实还总是存在或隐或现的“风暴”,对于整个原子核都产生了影响。

     所以,剩下的重要一步,就是证明核子核子之间,这种介质支配的作用,和短距离强关联之间,在特定的条件下会出现相消干涉的现象。如果证明这个结论是正确的,并且出现在最近发现的核上,那么整个理论就被彻底证实了。如果,实验上在这个核上,还发现了短距离强关联的三体作用,那么就过于美好了。

    (这几天看文献看的我头晕脑胀的,毕竟接触的东西都不熟悉,不过还是反应过来了,对于熟悉核子核子之间相互作用的,做这样的计算应该很容易)



https://blog.sciencenet.cn/blog-41701-1440643.html

上一篇:小尺度的高能作用,真的对原子核的低能激发谱没有作用么?
收藏 IP: 111.27.170.*| 热度|

6 宁利中 郑永军 杨正瓴 高宏 杨卫东 孙颉

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-7-2 19:23

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部