原子核与超强激光的相互作用

Extreme light infrastructures offer a new degree of freedom for the nuclear physics under extreme conditions and bring new opportunities to current nuclear physics. We plan to develop a model to study the excitation of the multi-phonon states of nuclear giant resonances populated with extreme lights and explore a new way for the study of the multi-phonon excitation. Meanwhile, in this project, an energy density functional which takes into account of the interaction between a nucleus and the electric field of extreme lights will be constructed. Based on that energy density functional, we will investigate the ground state properties of stable,unstable and exotic nuclei under extreme lights. These studies may shed some light on the future experiments on the multi-phonon excitation of nuclear giant resonances and the manipulation of nuclear structure with extreme lights.

超强激光给极端条件下的核物理增添了新的自由度，为当今核物理研究带来了新的发展机遇。本项目将发展一个模型理论来研究原子核巨共振的多声子态的超强激光激发，从而为原子核巨共振多声子态的研究探索新途径。同时，我们将构造一个计及超强激光光场与原子核相互作用的能量密度泛函并用它来研究在超强激光电场下的稳定、不稳定和奇特原子核的基态性质。这些研究将为今后的巨共振多声子实验和用超强电磁场来调控原子核的结构提供理论依据。

超强激光给极端条件下的核物理增添了新的自由度，为当今核物理研究带来了新的发展机遇。我们发展了一个原子核巨共振以及巨共振多声子态的超强激光激发模型。导出了由超强激光激发的核巨共振和巨共振多声子态的激发截面，发展了有关数值计算程序，并在此基础上计算了稳定原子核（208Pb和136Xe）的偶极巨共振多声子态的激发截面。研究分析了用超强激光脉冲布居原子核的电偶极巨共振，激光脉冲本身应该具备的性质和特点。分析探讨了用超强激光脉冲引发原子核的巨超共振的可能性。同时，我们构造了一个计及超强激光光场与原子核相互作用的能量密度泛函，发展了有关计算程序，并用它来研究了在超强激光电场下的稳定、不稳定和奇特原子核的基态性质，特别是铅、镍和锡同位素原子核的基态性质。给出了原子核结构发生实质性变化时的超强激光的电场强度，并对这一电场强度下原子核的结构特点进行了分析研究。我们还研究了超强激光对原子核阿尔法衰变、单质子发射和双质子发射的影响。研究表明，只有当激光电场强度高到10的18次方电子伏特/厘米时，超强激光才明显地影响原子核的粒子或结团发的射几率。这一电场强度值与超强激光明显地改变原子核的基态性质和诱发原子核巨共振所需的电场强度值相近。另外，我们还对与本课题相关的一些核结构热点问题进行了研究，得到了很好的研究结果。