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利用BUU模型研究核物质对称能与原子核类气泡结构

 
【摘要】:对称能及其密度依赖性表征着非对称核物质方程的同位旋相关矢量部分,对不稳定核的结构和反应,中子星的结构组分和冷却演化有着非常重要的影响;核子密度分布是原子核结构的最基本的特征之一,由于核力和量子多体系统的复杂性,它可以有一个非典型的形式——类气泡结构。本文利用BUU输运模型研究了核物质对称能的密度依赖性以及原子核的类气泡结构,提出了在高密区间对称能敏感的观测量和利用高能质子探测气泡结构的方法。基于Boltzmann-Uehling-Uhlenbeck(BUU)输运模型,我们充分考虑了模型的同位旋相关性,包括同位旋相关的核子坐标空间和动量空间的初始化、核子-核子散射截面、单粒子势、泡利阻塞等。为了减小统计误差,在每次核反应的模拟中,事件数都达到百万计以稳定分析结果。在BUU框架下,我们模拟了不同能量和不同碰撞参数下的核反应~(132)Sn+~(124)Sn和~(197)Au+~(197)Au,研究了对称能敏感观测量的有效密度范围:在每核子入射能量为0.3 GeV的~(132)Sn+~(124)Sn的中心碰撞中,对称能敏感观测量自由核子中质比n/p只可以探测1.5倍饱和密度以下的对称能,特别是在饱和密度附近区域极其敏感;在半中心~(132)Sn+~(124)Sn碰撞中,当入射能量由0.3 GeV/u增加到0.6GeV/u时,核子椭圆流的对称能敏感区域从低密度区域过度为高密度区域;在入射能量为0.6 GeV/u ~(197)Au+~(197)Au的半中心碰撞中,核子横向流和椭圆流对对称能的高密度行为更为敏感。结果表明在重质量反应体系和较高入射能量的核反应中的核子观测量更适合用来探测对称能的高密行为。基于BUU输运模型,我们模拟了能量为0.8 GeV的高能质子与假想原子核~(48)Si的中心碰撞,研究发现原子核的气泡结构可以用高能质子探测。在束流方向,当靶核有类气泡结构时比靶核没有气泡结构时穿过靶核的高能质子更多;但是,在与束流方向有一定夹角的出射方向,从气泡结构的靶核中散射出来的高能质子更少;并且,出射质子能量变高,气泡效应增强。结果表明,用能量为0.8GeV的质子轰击靶核,出射的高能质子的角度分布可以作为探测靶核气泡结构的探针,这是一种探测原子核中气泡结构的新方法。本研究也可用于探测其他一些潜在的气泡核。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:O571

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【参考文献】
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