畢業(yè)論文標(biāo)準(zhǔn)格式樣本 原子核和強(qiáng)相互作用物質(zhì)的相變 1 劉玉鑫，穆良柱，常雷 1.北京大學(xué)物理系 , 北京 100871 2.北京大學(xué)重離子物理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100871 3.重離子加速器國(guó)家實(shí)驗(yàn)室理論核物理中心，蘭州 730000 論文摘要：簡(jiǎn)要回顧原子核和強(qiáng)相互作用物質(zhì)的相結(jié)構(gòu)及相變研究的現(xiàn)狀。說明原子核和強(qiáng)相互作用物質(zhì)的相結(jié)構(gòu)和相變的研究是原子核物理、粒子物理、天體物理、宇宙學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理等領(lǐng)域共同關(guān)心重要前沿領(lǐng)域，到目前為止已取得重大進(jìn)展，但無(wú)論是具體實(shí)際問題還是研究方法等 方面都需要系統(tǒng)深入的研究。 關(guān)鍵詞：原子核物理 ；強(qiáng)相互作用物質(zhì) ；相與相變 1 引言 1XX 年前，愛因斯坦通過分析充滿空腔的輻射系統(tǒng)的熵與充滿空腔的氣體系統(tǒng)的熵，提出電磁輻射由光量子組成 1,2，從而建立了光子的概念，吹響了引導(dǎo)人們探索微觀世界的沖鋒號(hào)。進(jìn)一步的深入研究表明，組成物質(zhì)世界的粒子可以分為強(qiáng)子和輕子兩類，粒子間的相互作用可以分為引力作用、電磁作用、弱作用和強(qiáng)作用 4 類。參與強(qiáng)相互作用的粒子或具有強(qiáng)相互作用的系統(tǒng)統(tǒng)稱為強(qiáng)相互作用物質(zhì) (包括強(qiáng)子物質(zhì)、夸克物質(zhì)等 )及其特殊形式 原子核 (由有 限個(gè)強(qiáng)子組成的系統(tǒng) )，對(duì)原子核和強(qiáng)相互作用系統(tǒng)的相結(jié)構(gòu)及相變的研究，對(duì)于認(rèn)識(shí)強(qiáng)相互作用系統(tǒng)的相結(jié)構(gòu)、相變，了解宇宙的起源和演化至關(guān)重要，并且可能是有限系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)物理的檢驗(yàn)平臺(tái)。因此，近年來關(guān)于原子核和強(qiáng)相互作用系統(tǒng)的相變的研究不僅是原子核物理、天體物理、宇宙學(xué)及粒子物理等領(lǐng)域研究的重要前沿課題，還引起了有限量子多體系統(tǒng)領(lǐng)域和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)界的極大關(guān)注。本文簡(jiǎn)要介紹原子核及強(qiáng)相互作用系統(tǒng)的相及相變研究的現(xiàn)狀。 2 原子核的相及相變 2.1 原子核的單粒子運(yùn)動(dòng)與集體運(yùn)動(dòng) 原子核是有限數(shù)目的強(qiáng)子組成的束縛 系統(tǒng)，其中的核子 (質(zhì)子和中子 )自然具有單粒子運(yùn)動(dòng)，并建立殼模型成功的描述原子核的相應(yīng)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)上對(duì)原子核的能譜和電磁躍遷等的研究表明，原子核還具有整體運(yùn)動(dòng)，并建立了原子核具有形狀和振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等集體運(yùn)動(dòng)模式的概念。人們通常利用將核半徑按球諧函數(shù) 展開來描述原子 核的形狀，并將相應(yīng)的形變稱為 極形變 (如圖 1 所示 )。已經(jīng)觀測(cè)到和已經(jīng)預(yù)言的原子核形狀多種多樣 3,4，比較重要的是四極形變，實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)觀測(cè)到的最高極形變是 16 極形變 3,4。按照殼模型和集體模型的觀點(diǎn)， 幻數(shù)核多為球形， 而偏離滿殼的核則為形變核，形變核可以細(xì)分為長(zhǎng)橢球形、扁橢球形、三軸不對(duì)稱形、梨形、香蕉形、紡錘形等。同時(shí)原子核還可能有形狀共存現(xiàn)象。 圖 1 時(shí)原子核的 極形變的形狀示意圖 (取自文獻(xiàn) 3) fig. 1 sketch of the shape of a nucleus in -pole deformation with ( taken from ref. 3 ) 近年來的研究表明，在較高激發(fā)能和較高角動(dòng)量情況下，原子核的集體能譜消失，即出現(xiàn)帶終結(jié)現(xiàn)象 5，這表明發(fā)生了由集體運(yùn)動(dòng)到單粒子運(yùn)動(dòng)的相變。 2.2 原子核的形狀相變 原子核形狀的研究一直是原子核結(jié)構(gòu)理論中一個(gè)重要的問題，這是因?yàn)樵雍诵螤钆c原子核組成成分及其兩種運(yùn)動(dòng)形式 -集體運(yùn)動(dòng)和單粒子運(yùn)動(dòng)、中子質(zhì)子比、角動(dòng)量、激發(fā)態(tài)能量和核環(huán)境的溫度等都密切相關(guān)。例如，集體模型中計(jì)算單粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)常用的變形平均勢(shì)就和核 形狀有關(guān)，不同形狀原子核的集體運(yùn)動(dòng)模式各不相同 6；同時(shí)原子核的形狀由所有核子的空間分布決定，而且隨集體運(yùn)動(dòng)模式的不同而變化 7。另一方面，原子核的形狀和一定的動(dòng)力學(xué)對(duì)稱性相聯(lián)系 4，核形狀變化與原子核的動(dòng)力學(xué)對(duì)稱性的破缺相聯(lián)系。原子核的形狀發(fā)生變化表明其狀態(tài)和性質(zhì)發(fā)生了變化，也就是發(fā)生了相變。因此