高密核物质对称能的约束研究

The density-dependent symmetry energy is one of the hot topics in today's nuclear physics. Nowadays great efforts have been made on the study of the symmetry energy at low densities. However, due to less experimental data related to the high-density behavior of the symmetry energy, the symmetry energy at high densities is still uncertain. The CSR in Lanzhou and recent RIKEN-MUS experiments in Japan will release related pion and nucleon as well as light cluster observables on the density-dependent symmetry energy at incident beam energy around 300 MeV. The experiments surely push the study of the high-density symmetry energy forward...In this project, we will first update our BUU transport model by including nucleon-nucleon short-range correlations. We will put the information on the nucleon-nucleon short-range correlations into initialization and transport of particles. With these modifications, we will made comparison of our transport calculation and the related experimental data to get information on the high-density behavior of the symmetry energy. At the same time, we will also study uncertainties of theoretical simulations on some probes as well as the probed density range of some probes.

核物质对称能的研究是当前核物理研究的前沿热点之一，其对核物理以及核天文物理具有重要意义。人们对核物质的低密对称能已经进行了大量的理论与实验研究，有了一个大致的约束范围。但对称能的高密行为，由于实验数据的不足，迄今仍然没有一个公认的约束范围。中国兰州CSR特别是日-美RIKEN-MSU联合开展的探索高密非对称核物质性质实验的开展，迫切需要理论工作及时跟进，改进微观输运理论模型，更好地解读实验数据，约束对称能的高密行为。..本项目拟基于实验获得的核子-核子短程关联信息，将微观输运模型里弹靶原子核的核子动量分布扩展到核费米动量之上，调整输运模型单核子势参数，修正对称能的动量相关部分（动能部分）与势作用部分。通过微观输运计算与RIKEN-MSU及兰州CSR等pion介子、核子，轻碎片等相关实验数据进行比较，并研究对称能观测量的探测密度区间与结果不确定性，最终约束对称能的高密行为。

核物质对称能的研究是当前核物理研究的前沿热点之一，其对核物理以及核天文物理具有重要意义。人们对核物质的低密对称能已经进行了大量的理论与实验研究，有了一个大致的约束范围。但对称能的高密行为，由于实验数据的不足，迄今仍然没有一个公认的约束范围。中国兰州CSR特别是日-美RIKEN-MSU联合开展的探索高密非对称核物质性质实验的开展，迫切需要理论工作及时跟进，改进微观输运理论模型，更好地解读实验数据，约束对称能的高密行为。我们基于实验获得的核子-核子短程关联信息，将微观输运模型里弹靶原子核的核子动量分布扩展到核费米动量之上，调整了输运模型单核子势参数，修正了对称能的动量相关部分（动能部分）与势作用部分。通过微观输运计算与RIKEN-MSU pion介子等相关实验数据进行比较，约束了对称能的密度依赖性，并研究对称能观测量的探测密度区间与结果不确定性。发现对称能的重离子碰撞探测方式存在盲点。考虑到原子核或者核物质里面的核子-核子短程关联主要是中子-质子关联以及在丰中子核物质里面中子的费米动量比质子的大，质子在丰中子核物质里面的动量分布在其费米面附近应该存在一个“动量隙”。发现pion介子并不能很好地探测高密对称能；基于考虑短程关联效应的输运模型以及日本SπRIT实验，提取出了对称能的斜率；发现双奇异重子Cascade-粒子比单奇异粒子更敏感于核物质状态方程。以上研究对中子星物质性质的理解具有重要意义。