《原子核物理中Delta共振態對三體力效應的研究》是依託南開大學，由胡金牛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：原子核物理中Delta共振態對三體力效應的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡金牛
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
核子-核子相互作用（核力）是原子核結構研究的重要基礎。隨著第一性原理計算在原子核物理領域的迅猛發展，除了大家熟知的兩體核力之外，三體核力乃至多體核力的效應也引起廣泛關注。本項目結合國內外研究現狀以及申請人已有的工作基礎，研究現實核力中Delta共振態自由度引起的三體力效應，內容主要包括：發展pi介子與核子贗矢耦合的現實核力，系統的研究現實核力中，pi介子與核子贗標耦合與贗矢耦合方式對原子核結構基本性質的影響；發展包含有Delta共振態的現實核力，通過第一性原理計算，系統的研究Delta共振態產生的三體力效應，並分析其微觀機制。通過本項目的研究，進一步完善高精度的現實核子-核子相互作用，改善第一性原理計算對於原子核多體問題的描述，深入探索現實核力對原子核結構性質的影響。
結題摘要
近年來，隨著計算機技術的飛速發展以及對現實核力的高精度描述，從現實核力出發的第一性原理計算方法在原子核結構的研究中扮演著越來越重要的角色。本項目正是利用第一性原理方法，採用最新的現實核力討論了三體核力、Delta共振態等自由度對原子核結構的影響。首先利用非相對論Brueckner-Hartree-Fock (BHF) 模型以及協變密度泛函理論研究了核子非相對論有效質量的同位旋依賴性，發現BHF模型給出的中子有效質量大於質子有效質量而協變密度泛函理論給出的有效質量同位旋依賴性正好相反。這是因兩個模型中k質量以及E質量扮演的角色不一樣導致。隨後利用最為先進的手征兩體核力計算了核物質的基本性質，隨著手征微擾階數的增加，核物質的基本性質呈現收斂的趨勢，但是核物質的飽和性質與經驗值還有一定偏差，這表明三體核力在非相對論體系中是至關重要的。此外發展了相對論中心變分法，利用相對論單玻色子交換勢研究中子星的基本性質，獲得兩倍太陽質量的中子星，與目前的實驗觀測相符。另一方面將相對論BHF模型自洽地推廣到有限核的研究中，發現O16的基態性質在沒有包含三體力的情況下相比於非相對論理論給出的數值與實驗值偏差縮小20%。這表明相對論效應在第一性原理計算中是不可忽略的。通過擬合最新的格點量子色動力學數據，獲得了一組單玻色子交換勢，並用於核物質性質的研究。在相對論Hartree-Fock理論中首次引入Delta共振態自由度，研究了緻密物質以及中子星的基本性質，發現Delta共振態在中子星內部兩倍飽和點密度處開始出現，並能軟化中子星狀態方程，但是可以使中子星的最大質量滿足大質量中子星的要求。最後從夸克層次出發考慮包含有pi介子交換以及膠子交換的夸克平均場模型，研究了原子核的基本性質以及含有奇異自由度的超核性質，均能與實驗值很好的符合。在項目資助下一共發表SCI論文12篇，其中8篇發表在Physical Review C，會議文集3篇，培養碩士研究生一名。
