奇异性原子核的性质研究

The nulcei with strangeness are the nuclear sysytems with Λ,Σ,Ξ hyperon or K- meson which has strange quark. However, there are a lot of arguments about the existence of kaonic-nuclei both theoretically and experimentally. Therefore, more researchs are needed for the properties of K-nuclei. At present, the theorectical researches about K-nulcei were done under the assumption of spherical symmetry and the microscopic shell and collective structure were neglected.Our group has included the mocroscopic ΛN interaction into Skyrme Hartree-Fock (SHF) model and studied the properties of Λ hypernuclei. Based on this, we plan to include kaon-nucleon (KN) interaction into SHF to study the properties of K-nuclei. We will discuss the effect of deformation and Λ hyperon on the properties of K-nuclei. At the same time, we will try to improve the KN interaction in SHF. Then it is the first time to describe the properties of K-nuclei in the frame of SHF model. Moreover, we will study the effects of different ΛN interaction on the properties of Λhypernuclei. The present project will contribute to the search for nuclear new states, guark degree and the dynamics of strong interaction.

奇异性原子核是指包含了含有奇异夸克的Λ、Σ、Ξ超子或K-介子的核系统。但是关于是否存在K-核，理论和实验上都存在着很大的争议，因而很有必要对K-核的性质做进一步的研究。目前理论上对K-核的研究都是在假定球对称的情况下进行的，忽略了核子的壳结构和集体结构等微观性质。本项目组已经在变形Skyrme-HartreeFock(SHF)模型中引入了微观的Λ超子和核子(ΛN)相互作用，对Λ超核的性质进行了研究。在此基础上，本项目拟在变形SHF模型中引入微观的K-介子和核子(KN)相互作用，研究K-核的性质，讨论形变以及Λ超子对K-核性质的影响，同时还将对SHF模型下KN相互作用做进一步的改善,从而首次实现SHF对K-核性质的描述。此外，本项目还将在SHF模型中研究不同ΛN相互作用对Λ超核性质的影响。本项目的开展，对探索原子核的新形态、核内夸克自由度以及强相互作用动力学等方面具有十分重要的学术意义。

奇异性核物理的研究对象是带有奇异量子数（s夸克）的核多体系统，如包含Λ、Σ或Ξ超子的超核，包含K-介子的K-核和包含η介子的η-核等。在原子核的体系里引入奇异数有助于加强人们对强子多体系统的认识，从而弥补很难直接从QCD理论得到的强子特性的缺憾。. 在本项目执行期间，本课题组在Skyrme Hartee-Fock（SHF）模型中加入了用简单的标准手征模型得到的KN相互作用，把SHF 方法扩展到了可以计算K-核的性质。着重研究了K介子对原子核体系的影响以及不同强度的核子-介子相互作用对K-核的影响。计算结果表明，当K介子进入原子核后，由于不受泡利原理的限制，它将进入原子核的中心并对原子核中心的密度产生较大的收缩效应，当KN相互作用强度增大到一定值的时候，原子核的中心将会塌缩，而无法产生稳定的SHF解。对强束缚的原子核体系，原子核的中心密度较大，此时的计算结果依赖于核子-核子相互作用，即Skyrme参数。. 为了在SHF的理论框架下研究超核的能谱和跃迁，本课题组在三轴的SHF模型中引入了角动量投影和粒子数投影方法，并结合微观的NSC89核子-超子相互作用以及核子-核子间的密度相关的对关联，对12C、20Ne、24Mg、 26Mg、26Si和28Si以及相应超核的形状、能谱和BE(2)跃迁进行了研究。计算结果表明，Λ超子的引入使得核体系的形状产生了轻微的收缩。BE(2)的计算结果还表明，Λ的引入使得超核体系的BE(2)值变小，这主要是由于电荷半径和形变的收缩所致。. 此外，本课题组在非相对论SHF框架下，采用微观的核子-超子相互作用对Ar同位素和40Ca及相应超核的超形变态进行了研究，结果表明，SHF的计算结果与分子动力学模型的结果相似，而与RMF的结果相反，即Λ超子在超形变态上的分离能小于正常形变或球形态上的分离能，这主要是由于在不同的模型中密度分布的不同所致，从而出现了模型相关性。