核多体理论模型和非对称核物质的研究

本项目是用包含三体核力修正的TBFBHF方法和相对论核多体模型研究高密核状态方程和非对称核物质的性质。在TBFBHF方法中，以介子交换理论为基础，通过改变不同的两体相互作用势，系统地改进三体核力，研究三体核力对状态方程和非对称核物质的影响。用相对论模型，在包含有超子的物质中，研究δ介子，真空涨落和密度有关的藕合常数参数化模型对状态方程和非对称物质的效应。通过对这二种模型的计算结果进行比较，进一步完善这两种理论方法。在对理论模型改进和完善的基础上，研究丰中子和丰超子这样的非对称物质的性质，深入认识核子和超子与介子相互作用在高密度区域的不同特点和性质，以及讨论中子星，夸克星和混合星等高密星体之间的内在联系和研究从强子物质到夸克物质的相变，寻找相变条件。此项研究对于理解和认识强相互作用的性质是重要的，进一步为相对论核-核碰撞实验观测提供理论依据。

本项目的主要任务是利用两种不同的核多体理论模型（包含三体核力修正的Brueckner-Hartree-Fock方法和相对论核多体模型）来研究热密物态方程和非对称核物质的性质。经过三年的努力，该项目已顺利完成。主要成果体现在：1）在Brueckner-Hartree-Fock 理论框架下，引入基于手征对称性的低动量展开的核力N3LO和相应的三体核力N2LO，研究了对称核物质和纯中子物质的结合能。研究表明，我们计算得到的中子物质结合能与二阶微扰理论的计算极其接近，同时，这项工作也为我们更加清楚地认识核子－核子相互作用提供了必要的信息。2）以包含三体核力修正的Brueckner-Hartree-Fock理论的为基础，考虑了相互作用G矩阵的二阶粒子－空穴展开，即重排贡献的温度和同位旋效应，综合考虑了温度、同位旋和三体核力对重排贡献的影响，这项工作为我们下一步研究热核物质的单粒子特性奠定了良好的理论基础。3）利用非线性的相对论平均场模型来描述强子物质，和利用MIT，NJL and PNJL模型来描述夸克物质，并且利用 Gibbs条件, 系统地研究了从强子物质到夸克物质的相变，得到相变图和相变临界温度和密度，特别是得到了混合相图（强子和夸克共存）的边界。并且，研究了核对称项对于混合的强子和夸克共存相的影响, 研究了不同的夸克模型对于从强子物质到夸克物质的相变的临界温度和密度的影响。我们的研究对于相对论重离子碰撞中实验观测相变是很有意义的，尤其是对于在俄罗斯杜布拉(JINR-Dubna)建造的 NICA 项目（加速器）(能量在 1-30 AGeV，主要是要观测混合相图和相变中的同位旋效应)的研究具有重要的研究意义。4）研究了δ介子和真空涨落对丰超子中子星的效应，δ介子使中子星的质量增大，真空涨落使状态方程变软，使中子星的质量变小。