非對稱核物質狀態方程和相關的重要理論問題研究

《非對稱核物質狀態方程和相關的重要理論問題研究》是依託東南大學，由蔣維洲擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：非對稱核物質狀態方程和相關的重要理論問題研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蔣維洲
• 依託單位：東南大學

中文摘要

非對稱核物質狀態方程對於遠離beta穩定線核素性質、核反應與核天體物理起著決定性作用，而其中的非對稱物質的對稱能是最近十多年來國際核物理界的研究熱點之一。在高密度區，不同的模型方法可給出完全不同的對稱能密度依賴關係（DDSE）；目前認為張量力貢獻是重要的。因此，將在過去的密度依賴的相對論平均場方法的基礎上包括交換項，從而研究其中的張量力效應。相比於交換項，廣義的交換作用需要考慮新自由度的貢獻，特別是夸克自由度的貢獻。考慮夸克間可能的相互作用對對稱能的貢獻，是很有意義的。此外，鑒於暗物質日益受關注，我們將研究暗物質對中子星性質的影響。期望結合非對稱核物質狀態方程的限制通過中子星質量半徑關係的觀測數據限制核子與暗物質的反應截面以及中子星對暗物質的吸積率。這可為地球實驗室的探測提供一些參考。最後，將研究對稱能對豐中子、豐質子核結構性質的影響，並試圖尋找敏感於對稱能的物理量。

結題摘要

本項目主要研究非對稱核物質狀態方程，研究內容包括相對論Hartree-Fock方法的張量力性質，夸克和暗物質等非核子自由度對核狀態方程的影響，以及敏感於非對稱核物質狀態方程的信號及其對有限核系統的影響。研究發現相對論Hartree-Fock方法的張量力沒有能引起核子分布的高動量尾巴，這一點與預期有所不同，目前還在研究可能產生高動量尾巴的二階關聯。研究了夸克相變對非對稱核物質狀態的影響，發現相變使得對稱核狀態方程很明顯的變軟，同時對稱能隨著夸克自由度的出現而減小。考慮包含夸克相互作用和U波色子等方案，可以很好的硬化變軟的核態方程。 構建了核子層次上研究核態方程的南部（NJL）模型，在平均場近似下，發現手征對稱性給核狀態方程帶來了新形式的約束：不同於以往的模型，NJL模型的對稱能在低密和高密處可以同時變軟。使用400MeV的動量截斷參數，NJL模型可以得到與實驗符合很好的中子星半徑和質量數據。 推導得到了含暗物質中子星的二流體方程，研究了質量為京電子伏特的費米子型暗物質對中子星性質的影響。發現無相互作用的暗物質使得中子星的最大質量變小，有相互作用的暗物質可以增大中子星的最大質量，如果中子星含有足夠相互作用的暗物質，可以非常明顯的影響從中子星中提取的核狀態方程性質。 有限核系統，主要研究反K介子核。除了反K介子核核心密度明顯增大外，我們發現不同於正常核其贗自旋對稱性破壞了，從而存在不同的幻數序列。特別是輕反K介子核1p1/2軌道的核子呈彌散暈分布，敏感於高密的核狀態方程，這為精確限制高密核態方程提高了一個新方案。 本項目還開展了其它相關研究。項目研究發表了15篇論文，包括Phys. Rev. Lett.1篇，Phys. Lett. B 2篇，Phys. Rev. C 2篇，Euro. Phys. J. A 3 篇。