用Skyrme力和超越平均场方法对超核性质的研究

Hypernuclear physics lies at the intersection of nuclear and elementary particle physics. It occupies a special position in nuclear physics. The project is to obtain the Skyrme-type hyperon-nucleon interaction with isospin by fitting all the experimental binding energies of hypernuclei in deformed Skyrme Hartree-Fock (SHF) model, and extend the interaction from spherical to deformed case. We will study the properties of Λ hypernuclei and double-Λ hypernuclei. Moreover, the beyond mean field method, in other words, the angular momentum projection method and the generator coordinate method (GCM) will be combined with the SHF model to investigate hypernuclear shape, density, binding energy, spectra and the effect of Λ hyperon on nuclear system. Then the Skyrme-type hyperon-nucleon interaction will be extended to Ξ hypernuclei and more useful theoretical hupernuclear information will be expected to obtained for Ξ hypernulear experiment. The project is devoted not only to describe the special quantum system-hypernucei accurately , but also to explore new forms of matter and know more about ΛN, ΛΛ and ΞN interaction. And it also has a important implications for astrophysics. In addition, it will extend the nonrelativistic mean field model.

超核物理处于核物理和基本粒子物理的交叉点，在核物理中具有独特的地位。本项目拟在变形Skyrme Hartree-Fock(SHF)模型中拟合所有实验上观测到的超核结合能数据得到同位旋相关的Skyrme-型核子-超子相互作用，将这一相互作用从球形推广到变形情况，对Λ超核和双Λ超核的性质进行系统的研究。此外，还将采用超越平均场方法，即将角动量投影方法和生成坐标法与SHF模型相结合，研究超核体系的形状、密度、结合能、能谱以及Λ超子对核体系的影响。在此基础上还拟将Skyrme-型的核子-超子相互作用推广到Ξ超核，为Ξ超核实验物理提供更多的理论信息。本项目的开展除了对超核这一独特的量子多体系统进行全面精确的描述外，还对探索原子核的新形态、深化人们对ΛN、ΛΛ以及ΞN强相互作用的认知有重要的意义，也是对非相对论平均场模型重要的延伸和扩展。

随着粒子加速器的发展和实验上测量精度的不断提高，实验超核物理得到了较大的发展。超核实验物理的发展为超核的理论研究提供了更多的关于核子-核子相互作用以及核子-超子相互作用的约束条件，因而提升了理论模型对超核结构的预测能力，另一方面理论模型的发展也可以为超核实验提供更多可靠的参考。.本项目主要研究内容包括两方面。一方面是基于Skyrme Hartee-Fock（SHF）模型，根据所有实验上观测到的超核结合能数据拟合得到Skyrme-型核子-超子相互作用,再结合生成坐标法和角动量及粒子数投影方法，发展了超越平均场SHF理论。另一方面采用发展的超越平均场SHF方法和Skyrme力很好地描述了Λ超核和Ξ超核的超子分离能，在分析25ΛMg and 29ΛSi的能谱时发现，处在s壳轨道上的Λ超子的收缩效应会使激发能级升高，同时降低带内跃迁几率。我们给出了目前最优的Skyrme参数来描述ΞN相互作用，计算结果还表明形变对13ΞB是否束缚有着重要作用。此外，还研究了当前采用的SHF模型中，Λ超子分离能对广泛采用的微观核子-超子相互作用和Skyrme-型核子-超子相互作用的依赖，对比了两种核子-超子相互作用描述实验上观测到的超子分离能的能力，为基于SHF理论研究超核采用何种相互作用提供了参考。.本项目的开展除了对超核这一独特的量子多体系统进行全面精确的描述外，还对探索原子核的新形态，深化人们对ΛN、ΛΛ以及ΞN强相互作用的认知，以及对天体物理的发展都有着重要的意义，此外也是对非相对论平均场模型的扩展和延伸。