有限温度和密度下库仑和尺寸效应的研究

Exploring the temperature and density of the nuclear matter produced in the heavy-ion collisions is a topic of great interest in nuclear physics. In previous works, the applicant introduced the Coulomb correction to the density and temperature of nuclear matter in the nuclear quantum thermometer by considering the charged particle as a point particle and using a method borrowed from the electron scattering. In that project, the charged particle was assumed to be a point particle without finite size and structure, therefore the Coulomb correction to the density and temperature of nuclear matter in the nuclear quantum thermometer needs to be improved. .In this proposal, the applicant plans to further develop and improve the nuclear quantum thermometer by taking into account that the charge has finite size, for instance a Gaussian distribution or exponential distribution and study the corresponding Coulomb correction effect to the extracted density and temperature probed by the particles. This project will help to extract the density and temperature of nuclear matter produced in the heavy-ion collisions more reasonably and serve the studies of the nuclear equation of state.

提取重离子碰撞中核物质的温度和密度是当今核物理领域研究的热点之一。在以前的工作中，申请人借鉴电子散射中的方法，考虑带电粒子为点粒子，在核量子温度计中引入了对核物质温度和密度的库仑修正。在此项研究中，仅考虑带电粒子为点粒子，没有考虑带电粒子具有尺寸大小，这样子核量子温度计对核物质的温度和密度的库仑修正是不完善的。.本申请项目拟对申请人提出的核物质量子温度计进一步发展和完善，考虑带电粒子的尺寸大小（例如高斯分布、指数分布等）对量子温度计所提取的核物质温度和密度的影响。此项研究有助于更合理的提取重离子碰撞中的核物质温度和密度，服务于核物质状态方程的研究。

不同碰撞能量的重离子反应为研究核物质在不同温度和密度条件下的性质提供了条件，可以提取丰富的核物质信息。本项目利用静态的反对称分子动力学模型（Static AMD）研究了36Ar与100Sn两个大小不同的核在等容或等压条件下的液气相变行为，核物质温度是利用四极动量涨落的温度计提取。结果表明在等压或等容条件下，尺寸效应对液气相变几乎不影响。分别利用轻带电粒子和中等质量带电粒子作为探针提取了13个反应系统（64Zn轰击112Sn, 70Zn, 64Ni分别轰击112, 124Sn, 58, 64Ni, 197Au, 232Th, 碰撞能量为40 MeV/u）产生的不同核物质温度随源的中子质子不对称性的依赖关系，同时利用统计碎裂模型（SMM）讨论了库仑效应。结果表明在实验中产生核物质的温度对源的中子质子非对称性的依赖非常弱。研究了重离子碰撞中，虚正负电子对产生的库仑场对重离子碰撞的影响，对重离子的库仑能修正为1%，对库仑位垒附近的核反应有重要影响。构建了alpha团簇模型，即考虑alpha是原子核的基本自由度，研究了类alpha粒子的束缚能、反应截面、实验上观察到的28Si碎裂成7个alpha的反应及高激发态中的像甜甜圈一样的奇异结构。此模型可用于研究alpha团簇系统与玻色子核温度计。完成了关于射弹碎裂核反应中核碎片的实验（包括最新的第三代放射性核素工厂）与理论工作的综述文章。在此项目的支持下，我们的工作对核反应中产生的有限温度和密度核物质条件下的库仑与尺寸效应有了进一步的认识。