单双核子分离能规律和简单解释

1、赵玉民上海交通大学研究工作简介最近以我们为主的工作2011-2012原子核壳模型哈密顿量本征值近似解2007-至今 shen et al., prc83, 044322; prc85, 024301. 随机相互作用的原子核结构2000-至今 lei et al., prc83, 024302; prc83, 044302; fu et al., preprint.原子核壳模型的配对近似理论1992-至今,博士论文的主要内容 lei et al., prc84, 044301; lei et al., preprint; jiang et al., jpg38, 045103; prc84, 0

2、34302; preprint. fu et al., two preprints 同位旋守恒的配对近似. zhao and arima, preprint (submitted to physics reports). 原子核质量及相关问题2010至今 fu et al., prc84, 037305; preprint. jiang et al., prc85, 024301; prc85, 054303; prc86, 014327. 质子中子相互作用1993至今 lei et al., prc83, 044302; preprint. fu et al., prc84, 037305.

3、 工作的切入点 分离能的规律性 核力的分解、结合能公式 小结 分离能等物理量的研究很受重视. 我们关心分离能separation energy的历史很短2011年: 它和原子核结合能有密切关系. 从2010年开始我们比较关心原子核的质量的预言, 顺带地对于分离能也有所关注. 尽管这个报告针对的是分离能的规律, 但是我希望用一张透明片说明我们对于原子核质量预言的思路. 关于原子核质量,兰州所作测量; 近年国内理论关心比较活跃的有王宁、任中洲、左维、孙宝华等，也包括我们自己新网友；作平均场的许多同行如周善贵等也关心核质量问题。最后i 个质子和j 个中子之间的相互作用张敬业等;高早春&陈永寿

4、, 呈现出系统规律.如果事先知道这些相互作用,那么可以用上面的关系外推未知的原子核质量或结合能. it works remarkably well ! 我们关于分离能的切入点我最近在阅读casten 组在1996年的一篇文章physical review c 54, r2815 (1996) 时，有些疑问: 偶偶核的分离能看起来这么漂亮？ 对于奇a核和奇奇核如何？jiang, fu, bao, he, zhao, arima, prc86, 014327 (2012). 用质量公式尝试说明以上结果bethe-weizsacker质量公式王宁：大的奇偶差与实验差别0.2mev; 小的奇偶差与实验

5、差距0.1mev对于a190. 双核子分离能也有线性规律；劈裂消失线性关系的误差1 h. jiang, g. j. fu, m. bao, z. he, y. m. zhao, and a. arima, phys. rev. c 86, 014327 (2012).如何理解？ 思路： 把原子核的结合能写成所有相互作用的合成。其中我们把对力和非对力分开，分别表示，并观察每一个相互作用的系统性。由此观察奇偶差以及线性关系的来源。 质量的奇偶性来源于对力，所以我们用奇偶性定义经验的对力。 定义经验的质子-质子对力和非对力，中子-中子对力和非对力 质子-质子非对力： 质子-质子对力： 1 ( ,)(

6、2,) .2s z ns zn 质子-中子非对力：10 质子-中子对力：1 g. j. fu, m. bao, z. he, h. jiang, y. m. zhao, and a. arima, to be published. 同类核子非对力： 微弱的排斥力； 变化平缓； wigner 效应； 主壳(8,20,28,50,82,126)； 壳层演化(16,z=40,z=64)； 相变 质子-中子对力和非对力, 同类核子对力： 把上述6种经验相互作用“定义”结合能： 近似： 在局域范围内，每种经验相互作用强度不变 得到分离能公式（以质子分离能为例以质子分离能为例）：在130区， 2.9 me

7、v(偶z核)， =0 (奇z核)； 0 (偶偶核)， -0.3 mev(偶奇核)， 0.3 mev(奇奇核)， 0 (奇偶核)。双质子分离能劈裂抵消。在局域范围内，这是一项也是常数（常数）（常数）1 g. j. fu, m. bao, z. he, h. jiang, y. m. zhao, and a. arima, to be published.优势： (1)简单； (2)对于壳层演化非常敏感，异常处即是结构演化剧烈的区域。snsnbabasmsmhfhfpbpb5791113151719212325525660646872768084889296100104 108112116 120

8、124 128132neutron numberneutron numbers(2n) s(2n) mevmev7076828894100-4-3-2-10 s2n (mev)neutron number1 r. f. casten et al. 对于壳层演化非常敏感，可以揭示但无法预言新的幻数和相变。audi的外推方法和我们用np相互作用外推方法也面临同样的问题。ame预言较差的区域，我们这里和用np相互作用外推方法预言也不好 1。 简单. 仅仅从经验上看, 在有些区域预言的精度很高.1 g. j. fu, y. lei, h. jiang, y. m. zhao, b. sun, and

9、a. arima, phys. rev. c 84, 034311 (2011). 我们这里指出一些过去没有完全被注意和 整理的的一些实验规律，这些规律非常简 单，在某些区域对于外推预言未知的分离 能有帮助似乎不错。 如果我们定性地把对力和非对力分开， 利用这些相互作用实验规律，那么这些 分离能的简单规律很容易理解。 简单的质量公式能定性定性理解这些规律。谢谢大家！ 使用质量公式得到分离能： atomic mass evaluations (ame) 1; duflo-zuker 模型 2; 单极相互作用+形变作用+子壳修正 frdm 模型3 350kev; 常数+体能+表面能+曲率能+对能（

10、+电子能量）+库伦修正（其中包括：库伦能，库伦交换能，质子形状因子对库伦能的修正，电荷反对成能，wigner能，库伦作用引起的体积和表面重新分布）1 g. audi, a. h. wapstra, and c. thibault, nucl. phys. a 729, 337 (2003); g. audi and m. wang (private communication).2 j. duflo and a. p. zuker, phys. rev. c 52, r23 (1995).3 p. moller, j. r. nix,w. d. myers, andw. j. swiateck

11、i, at. data nucl. data tables 59, 185 (1995). garvey-kelson局域质量关系 1； 已知相邻六个原子核质量之间的代数关系，外推预言原子核质量 半经验宏观-微观公式 2； 基于修正的weizsacker经验公式 +形变修正+微观壳修正+其余修正（包括：镜像核修正、进一步的对力修正，以及三轴形变修正） 相对论平均场 3；质量误差2 mev，分离能误差650 kev1 g. t. garvey and i. kelson, phys. rev. lett. 16, 197 (1966); g. t. garvey, w. j. gerace, r

12、. l. jaffe, i. talmi, and i. kelson, rev. mod. phys. 41, s1 (1969).2 m. liu, n.wang, y. deng, and x.wu, phys. rev. c 84, 014333 (2011).3 l. s. geng, h. toki, and j. meng, prog. theor. phys. 113, 785 (2005). 直接计算分离能： 简单参数化经验公式 1; 450650 kev +对能+壳修正 基于质子中子相互作用的局域质量关系 2; 研究邻近四个原子核质量之间的代数关系，外推预言分离能 (每步外推只累加一个原子核数据的实验误差) 1 k. vogt, t. hartmann, a. zilges, phys. lett. b 517, 255 (2001); 2 h. jiang, g. j. fu, b. sun, m. liu, n. wang, m. wang, y. g. ma, c. j. lin, y. m. zhao, y. h. zhang, zhongzhou ren, and a. arima, phys. rev. c 52, r23 (1995).各种各样的模型和公式，修正