《重離子碰撞與核的對稱能以及中子星的結構》是依託上海交通大學，由陳列文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：重離子碰撞與核的對稱能以及中子星的結構
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳列文
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
探索同位旋非對稱核物質的狀態方程，尤其是核的對稱能，是當前核物理研究前沿的一個核心內容。近年來，人們在關於對稱能的實驗和理論研究中取得了很大的進展，對對稱能的密度相關性已逐步有了比較清楚的認識。這些研究已大大促進了人們對同位旋核物理以及緻密星體，尤其是中子星結構的認識。然而，對於對稱能密度相關性的一些細節，還存在一定的模型依賴。豐中子核引起的重離子碰撞，為人們在實驗室研究對稱能的密度相關性提供了一個理想的環境。通過改進和發展已有的重離子碰撞微觀輸運模型，本項目擬研究重離子碰撞中的同位旋效應，探索一些對稱能敏感的實驗觀測量可能存在的模型依賴。通過與重離子碰撞實驗數據比較，更精確地約束對稱能的密度相關性，並進一步研究這些約束對中子星結構的影響。同時，研究中子星的觀測數據對對稱能的約束。上述研究內容屬當前國際核物理研究前沿中的熱點，對於理解極端同位旋條件下的核物理以及核天體物理的研究有重要意義。
結題摘要
探索同位旋非對稱核物質的狀態方程，尤其是核的對稱能，是當前核物理研究前沿的一個核心內容。本項目的主要目的就是改進和發展已有的重離子碰撞微觀輸運模型，研究重離子碰撞中的同位旋效應，約束對稱能的密度相關性，並進一步研究對稱能與中子星關係。截至目前，已基本完成原計畫的研究內容，部分成果還在整理之中。經過該項目的研究，我們主要取得了以下成果：(1)通過耦合IBUU模型和相空間的併合模型，研究了中高能重離子碰撞中輕碎片t和3He的集體流，發現t和3He的橫向流差敏感於對稱能的高密行為；(2) 基於相對論協變RVUU輸運模型，研究了GSI能區重離子碰撞中雙奇異重子Ξ的產生，發現超子-超子散射對Ξ的產生很重要；(3)通過考慮強子的平均場勢，擴展了AMPT模型，發現其能較好解釋RHIC低能區粒子和反粒子的橢圓流差；(4)研究了對稱能的相對論和非相對論單粒子勢(自能)的一般分解，並由光學模型數據給出了飽和密度處對稱能大小和密度梯度的一個約束；(5)建立了Skyrme相互作用參數與核物質巨觀性質的解析關係，這為通過對有限核進行Skyrme-HF計算以提取核物質巨觀性質提供了一種方便的途徑。作為例子，我們研究原子核中子皮厚度與核物質巨觀性質的關聯。通過與Sn同位素中子皮數據的比較，我們得到了關於對稱能的一個很強的約束。進一步，系統分析了利用有限核的巨共振來提取對稱核物質的不可壓縮係數K0可能存在的不確定性，並發現100Sn與132Sn的巨共振能差可以作為提取對稱能的探針；(6) 基於MDI相互作用，研究了熱中子星的殼芯轉變密度和壓強。發現中微子俘獲對熱中子星的殼芯轉變密度和壓強有較大影響。進一步，研究結果表明，隨著溫度的升高，熱中子星的殼芯轉變將消失，這意味著熱的中子星可能沒有殼層結構；(7) 基於MDI相互作用以及相對論平均場模型，系統研究了核子-超子相互作用、超子-超子相互作用以及對稱能高密行為對混雜星結構性質的影響，發現對一些特殊超子相互作用，混雜星的最大質量可以達到兩倍太陽質量；(8) 研究了非牛頓引力對中子星結構的影響。發現考慮非牛頓引力的影響後，“超軟”的對稱能高密行為仍然可以給出質量等於或大於1.4倍太陽質量的穩定的中子星。同時，我們的結果表明中子星的殼芯邊界不僅依賴於U玻色子的耦合強度，還依賴於U玻色子的質量。
