基于扩展的量子分子动力学模型对核-核碰撞中直接光子产生及轻核中α-团簇结构的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 施晨钟 |
| 答辩日期 | 2021 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) |
| 导师 | 马余刚 |
| 关键词 | 扩展的量子分子动力学模型 韧致辐射 直接光子 α-团簇 集体流 |
| 英文摘要 | 团簇核的研究一直是核物理领域一个十分重要的课题,但在重离子核反应中,强子会受周边核物质的剧烈影响从而导致原有的结构信息丢失。相比于传统强子观测量,光子有不参与强相互作用的优点,所以能够更有效地携带核反应的真实信息。本文旨在利用光子的这一性质,以其为探针开展了对原子核的α结团现象的研究。扩展的量子分子动力学模型(EQMD)是现今研究α-团簇核核反应的主要微观输运模型之一。本论文的第一个工作即是将韧致辐射反应道(pn→pn)成功地引入到了该模型中。但与大部分量子分子动力学(QMD)输运模型不同的是,在EQMD模型框架中,其考虑了动态波包自由度,该自由度对动能的贡献亦被包括在系统的总能量(即哈密顿量期望值)之中。虽然这样的设计是EQMD模型能够成功模拟α-团簇核的原因之一,但也给本来已经比较成熟的韧致辐射反应道的添加增加了不小的难度。在EQMD模型中,传统的两体散射处理方式将极大地低估韧致过程中直接光子的产率及“硬度”。所以,我们从EQMD模型自身的哈密顿量出发,给出了一种自洽的解决方案,能够将动态波包以及零点动能项对动能的贡献也包括到EQMD模型的两体碰撞过程之中,从而极大地改善了韧致辐射的模拟结果。在本工作中,我们利用改进后的EQMD模型模拟了束流能量分别为/=20,30,40 Me V的准对称核反应系统14N+~(12)C。结果显示,无论是直接光子产额,还是其能谱的反斜率以及实验室系下光子角分布情况都可以很好地再现实验结果。除此之外,我们还模拟了束流能量为/=53 Me V的非对称核反应体系4He+C和4He+Zn。结果表明,无论是核子-核子质心系(N-N)下的直接光子角分布,还是直接光子能谱的反斜率,又或者是直接光子“发射源”速度都可以很好地得到重现。由此,我们通过韧致辐射反应道的添加重新认识了EQMD模型的两体散射过程;反过来,改进后的EQMD模型,又可以成功地对韧致辐射过程进行合理的描述。原子核的α结团现象是目前核物理研究的重要问题,也是EQMD模型被重点应用的研究领域。在第二个工作中,我们利用直接光子不参与强相互作用这一特性,通过光子“集体流”这一探针,有效地研究了核反应中具有不同初态几何构型的α-团簇核的几何效应。借助改进后的EQMD模型,我们成功地重现了束流能量为/=44 Me V的核反应系统86Kr+~(12)C的直接光子能谱结果。在此基础之上,我们比较了三角构型和球形构型12C的直接光子能谱和角分布,发现这两个量之间的差异会随着出射光子能量的增加而变大,但总体而言差异并不会很明显;接着,我们仿照核物质中集体运动的概念,重点对比了这两种不同构型初态核于核反应中出射的直接光子的集体流。我们发现,对于不同的初态构型,直接光子的直接流和椭圆流都会出现明显的差别。除此以外,我们还对比了末态自由质子的结果。由于自由质子的发射机制和光子不同,以及其会受到周边核物质的强烈影响,所以在这个非对称的反应体系中,其直接流和椭圆流的图像都出现了明显的扭曲。当我们将预平衡阶段参与到韧致辐射过程中的核子重新提取出来之后,这种扭曲又极大程度地缓解了。另外,通过这些预平衡阶段提取出来的核子,我们知道对于这个核反应体系而言,平均场的吸引相互作用还是起主导地位的。在排除末态核物质的影响之后,早前确立的自由质子与直接光子集体流之间的反关联关系就再次成立了。所以,直接光子是研究核反应早期物理以及原子核的α结团现象的一种极佳手段。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/33858]  |
| 专题 | 中科院上海应用物理研究所2021-2022年 |
| 作者单位 | 1.中国科学院上海应用物理研究所 2.中国科学院大学; |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 施晨钟. 基于扩展的量子分子动力学模型对核-核碰撞中直接光子产生及轻核中α-团簇结构的研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所). 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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