电子和不稳定原子核弹性散射的理论研究

电子散射是研究原子核结构和性质的最可靠方法之一。近年来国外正在建造电子和不稳定核的对撞机，将用来进行电子散射实验研究不稳定核的结构，这将对不稳定核结构和性质的精确研究带来新的进展。本项目从理论上研究电子和不稳定核的散射，发展电子和不稳定核散射的模型和方法，编制电子和原子核散射的计算程序，通过比较理论结果和已有稳定核的数据来检验理论模型和计算程序的可靠性，并推广到不稳定核，提取对不稳定核结构敏感的一些物理量， 对将来的电子和不稳定核散射实验进行理论预言。 该研究主要包含三个方面的内容，一是用弹性磁电子散射研究不稳定核中最外层价核子的单粒子波函数，二是用弹性库仑电子散射研究不稳定核的电荷密度分布，三是用宇称不守恒电子散射研究不稳定核的中子密度分布。这些理论研究结果不仅可以为将来的电子散射实验提供参考，也可以用来检验现有的核结构理论模型对不稳定核的有效性。

原子核电子散射的研究是当前国际核物理研究的热点之一。本项目主要从理论上通过弹性电子散射研究原子核的结构，为在建的国际电子-奇特核对撞装置预研。该研究主要包含两个方面的内容，一通过弹性电子散射研究奇异核的新性质，对即将在RIKEN和GSI进行的新一代弹性电子散射实验有指导意义；二是通过宇称不守恒散射研究重核内中子分布，发展已有核结构模型。我们发展了分波法数值计算程序，通过精确求解电子在原子核势场的Dirac方程，确定散射波的相移，精确求解原子核弹性电子散射截面。结合最新实验进展，我们系统研究了滴线附近的不稳定原子核电子散射，特别是Sn同位素链的电子散射，分析了散射截面和形状因子极值出现的位置和规律，为即将在RIKEN进行的双幻核132Sn弹性电子散射实验提供了理论指导。此外，我们还利用弹性散射的方法，研究了滴线附近原子核的一些新性质，如能级反转，指出弹性散射是实验探测奇异核结构性质的可靠手段。在宇称不守恒散射方面，紧密配合Jefferson实验室208Pb宇称不守恒实验，我们进一步发展模型，引入电子和中子的弱相互作用，通过分波法求解原子核的宇称不守恒度，研究了同中子素原子核宇称不守恒度的变化，探讨了原子核内质子对中子分布的影响。这有助于理解核子之间的有效相互作用。总之，我们的研究不仅有助于在国际大科学实验装置上进行电子散射实验，还可以进一步检验现有的核结构模型。