科研人員證明在Skyrme密度泛函框架下引入張量力無效

  
       張量力是近年來核理論研究中的熱門課題,它涉及到原子核結構的很多重要問題,如殼演化研究。另外,張量力是產生核子間短程關聯的重要因素,而短程關聯是近年來核物理的又一個前沿熱點問題。1956年,SkyrmeSkyrme相互作用中引入張量力,目前已有大量文章采用該形式來研究核結構問題中的張量力效應。

然而,在近日發表在期刊PHYSICAL REVIEW C上的一篇論文中,中國科學院近代物理所兩位青年科研人員證明在Skyrme密度泛函的框架下,真實的張量力并沒有貢獻,引入張量力是無效的。

Skyrme有效相互作用形式,是通過對坐標空間相互作用做傅里葉變換并考慮低動量展開獲得的??蒲腥藛T基于分波展開并結合一些處理技巧,給出了嚴格的張量力從坐標空間到動量空間的變換。

      科研人員根據變換后的張量力形式發現,各個分波的張量力成分在標準Skyrme力中沒有貢獻,其原因歸為四類:3S1道根據上述公式精確為0;非對角元球諧函數的正交性,如質子-中子3SD1道非對角元(該非對角元是最為主要的張量相互作用,在氘核結構以及對稱核物質穩定束縛方面發揮重要作用,只有超越平均場框架才有直接貢獻);高于k2階,在標準Skyrme相互作用中不考慮,如3D2道;表達式與已有Skyrme相互作用t2-x2項一致,可以被吸收掉而不需要額外引入,如3P0道。

為了改進理論上對于單粒子能級結構的描述,科研人員提出了引入中心力σ1 · σ2項,它是核子-介子耦合的自旋同位旋相關部分扣除張量力后剩余的部分。

科研人員建立了新的相互作用IMP1、IMP2,其中IMP2包含J2項和σ1 · σ2相互作用,可以很好地描述Sn同位素鏈與N=82同中子素鏈的殼演化。但引入中心力σ1 · σ2項僅僅是一種很唯像的描述,不能夠期望用于描述殼演化的參數組同樣適用于描述原子核激發態。

該研究結果發表在Phys. Rev. C 101, 014305 (2020) 上。                        

文章鏈接:https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.101.014305

       圖: 中心力σ1 · σ2Sn同位素鏈與N=82同中子素鏈殼演化的改善 (董建敏/圖)  

 

                                                                                                                                                     (理論物理室  供稿)

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