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会有第二个相互作用玻色子模型么?谈一谈核结构领域可能的新变革

已有 1786 次阅读 2022-4-22 13:00 |个人分类:我爱我师|系统分类:论文交流

    昨天收到CPC编辑发过来的文章定稿,做了很多字词上的修改,非常认真,这种精细的精神实在让人感动。特此表达我的感谢。

    过去的几年间,我似乎无意中卷入了一场核结构理解的新的变革之中,在2019年底趁着精神还可以写了两篇文章。一篇在20年初被EPL接收,另一篇比较坎坷,最近被CPC接收。这两篇文章在某种程度上改变了我们对核结构传统的理解和相互作用玻色子模型的一些看法。

    一个核心的问题,就是会有第二个相互作用玻色子模型么?

    我在2017年重新开始我对核结构问题的思考,但是到了2018年参加大连举办的全国核结构大会的时候,我也只是把老的关于核结构三体作用的想法做了一个简短的报告。到了19年初的寒假的时候,有很多东西发生了变化。

    有一个事情让我开始震惊,这个结论和我早起讨论核结构形状相变的想法截然不同。在核结构中,一个持续了70年的看法是幻数附近的原子核是球形的。当价核子增多到一定程度的时候,原子核才会出现形变,比如长椭球、扁椭球和gama-软的转动核。我在硕士期间的工作就是讨论这些形状相变。形状相变是当下核结构研究的一个核心主题,比如Cejnar、Jolie和Casten在2010年在近代物理评论上发表的综述《原子核形状的量子相变》的文章中,采用的就是这样的观点。这是一种占统治地位的关于核结构形状及其演化的观点。

     但是,Heyde和Wood在第二年同样是发表在近代物理物理评论上的综述《原子核中的形状共存》中说:“低能的振动行为被否决了。”也就是说,球形核并不存在!如果没有球形核,那么之前那么多研究的意义又在哪里呢?核结构实验中明显看到的形状相变说的又是什么呢?没有被实验确认的研究,恐怕真的是无法让人相信的,哪怕是那么的想当然!

     我仔细的去看了这个结论的相关文献,我确信这些结论是正确的。这样的结果,实在是让我感觉风中凌乱,对于那些研究核结构的人来说,恐怕也是不能承受之重。如果没有球形核,那么我们都在研究什么呢?那个发生形状相变的究竟是什么呢?

     另一方面,我开始意识到,在相互作用玻色子模型中,引入三体作用,特别是SU(3)极限下的三阶作用,可能具有重要的物理上的现实意义。因为在我的程序中,发现了很多不一样的信号!

      我开始注意到Fortunato等人的一篇2011年的文章。他们说,SU(3)极限下的四极矩算符的三体作用可以描述扁球形核!这个结论好像天空中的一道闪电,让我一下子明白了可能会发生的事情。在2008年之前,很长的一段时间内,我都非常好奇,三体作用和两体作用究竟有什么不同,因为我看到的是两个一样的东西。特别是这个三体作用,它的谱始终是一个样子的。所以它就没有任何可以在实验上看到的明显的证据!所以引入这个三体项,没有价值!

      08年后,我带着遗憾离开了核结构领域,因为各种原因,一个很重要的方面也是我看不到这里边的意义在哪里。这样导致,后续的这些重要的进展,完全的被我漠视了。如果三体项是一个扁椭球核,那么一切都不一样了。以前的误区是,我一直把它看成是长椭球。虽然晚了,但是幸好没有错过!

      这样一来,我们可以用这个SU(3)的扁椭球,来代替以前的相互作用玻色子模型中的扁椭球,这样我们就可以获得一个新的gama软核的描述!如果放弃球形核,那么老的相互作用模型讨论问题的框架中,就只剩下了SU(3)下的两体作用描述长椭球。当然,实际上这个也可以被三体作用所替代。

    非常微妙!

    最近CPC接收的工作就是关于这个事情的。那是一个灵光闪现的时刻,让人激动。关于这篇文章的详细讨论,会在以后给出。19年底,我意识到我忽略了许多有趣的新想法,所以我开始看过去一些年所发表的文章。重要的是,我注意到了核结构中的B(E2)反常问题。这个反常,说的是第一个4+态到第一个2+态的电磁跃迁,比第一个2+正态到基态的电磁跃迁小很多。这种现象以前只能出现在幻数核附近,但是这里却出现在了集体激发的模式中,完全超出想象。这个现象不能被现有的核结构模型所解释。我立刻被这个现象吸引到了,然后跑了两个礼拜的程序,发现完全可以被有SU(3)三阶作用的相互作用玻色子模型所解释!这是至今唯一一个成功的解释了该反常的理论。

    这些新的工作,由于和现有的观念相冲突,文章发表起来比想象的困难的多。其中艰难就不多说了。

    最近,我又开始了对于这些有趣结果的进一步的思考。发现了很多有趣的事情,比如新的gama软性可以解释Pt196,可以用来讨论长椭球到扁椭球的形状相变,这里会给出和老的理论中不同的结论,新老理论的一个关键的判据!特别重要的是,存在新的gama软性到长椭球的相变,这是一个只存在于有限N的相变!这些工作,等以后发表出来了,会做进一步的解释。

    当Arima和Iachello在1975年提出相互作用玻色子模型的时候,这个理论就立刻引起了核结构研究者的广泛的兴趣。令人遗憾的是,这么漂亮的工作没有得到诺贝尔物理学奖。中国的核结构科学家们在这个领域,也做出了许多自己独到的工作。特别是陈金全老师在该模型启发下提出的SD配对壳模型理论,非常具有特色。

    新的工作表明,可能存在一个新的相互作用玻色子模型,它隐藏在已有的工作之中。在未来的10年内,我相信会有一个确定的答案。



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