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核结构中的SU(3)对称性:(16)长椭球到扁椭球的形状相变

已有 735 次阅读 2023-11-6 18:46 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

图片.png       为了进一步理解新发现的模型所具有的物理意义,今年发表了一篇非常重要的文章。在前面的研究中,我注意到球形核疑难和B(E2)反常的实验现象,为了解释这些奇怪的现象,我利用程序做了计算。现在看来,计算的实际上是ElliottDraayer的SU(3)壳模型的相互作用玻色子版本。Elliott只讨论了两体项,Draayer引入了对力项和其它SU(3)高阶作用。在玻色子模型中,整个模型都算得动。实际上到现在为止,计算都非常简单,比以前的相互作用玻色子模型的计算都要容易。

    在他们的研究中,SU(3)对称性和长椭球的转动谱联系在了一起,同时把这种集体性行为和单粒子势的SU(3)对称性联系在了一起。但是他们没有再进一步扩大范围。他们讨论了SU(3)对称性和刚性三轴转子的关系,这是重要的一步。以前的刚性三轴转子模型被Wood等人用来解释一些原子核的性质,但是SU(3)对称性处理后的刚性三轴转子模型却没有。当我意识到这一点后,不得不说,似乎有什么奇特的东西阻碍了他们往前迈出这一步。

    我的新研究,在这个模型中,发现了新γ软性。这里的关键是SU(3)对称性也描述扁椭球。SU(3)对称性既然描述长椭球,自然看起来也能描述扁椭球,但是最重要的,也就是以前的研究者从来没有意识到的,就是SU(3)对称性,居然会和γ软性有关,我把两者神奇的联系在了一起。

    这是一个逻辑不能达到的地方,也是一直困住了核结构研究者的地方,因为只有你算出来才会知道这个结果。我一直在说,科学的发展,从后往前看是一个逻辑的过程,但是从前往后看是一个心理的过程,彼此的不可通约性就在此。这个世界的真理必然是一致的,但是发现的过程是超出想象的。

    在现在看来,一切似乎都是必然,尤其是和ElliottDraayer等人的理论联系起来以后,新工作几乎就是必然的。

    为了理解这一点,我做了长椭球到扁椭球的计算。如果这个模型正像构成它的哈密顿量的各项所表现的,那么就会更好的描述实际原子核的演化趋势。

    此时SU(3)对称性的基矢,就不仅仅只是一个极限下的数学描述,而是实际上的物理现实,正如SU(3)壳模型所体现的那样。当把多个玻色子放进去的时候,就会出现各种可以用SU(3)对称性的量子数描述的四极矩形变。然后这形状就会转动起来,就需要引入描述陀螺的三个作用量,其中有两个是SU(3)对称性的高阶项。此时这些转动的陀螺的基态能量都是简并的,也就是一样的。为了解除简并性,需要引入SU(3)对称性的二阶、三阶不变量,以及二阶的平方项,这样可以让任意形状的陀螺成为最低的能量。

     然后还需要对力作用,这是必不可少的。因为就是它的出现,导致γ软性的出现。

     在这篇文章中,就是引入了描述长椭球和扁椭球的作用项,以及对力项,这就是去年发现新集体性的哈密顿量,所以比较粗糙,但是就是这样,几乎把实际原子核的长椭到扁椭的形状相变的所有关键细节都给了出来。比如第2个和第3个2+态的最低点,在新模型中是有差别的,实验上也是如此。以前的相互作用玻色子模型是相同的。这个差别是非常大的。很多细节的方面,新模型和实验的结果几乎都是定性一致的。

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    这个计算结果让我自己都非常惊讶。也正是因为这个结果,我才相信SU(3)对称性实际上支配了所有的四极矩形变。也正是如此,我才开始研究以前与SU(3)对称性有关的文献,整个过程就变成了一个逻辑上合理的过程。

    这个研究结果,意味着整个能壳都具有SU(3)对称性,因为对力是会破坏SU(3)对称性的。而且从我现有的计算结果来看,整个能壳在玻色子程度上应该有精确SU(3)对称性(这个还需要更多的研究),Bonatsos等人发现的近似SU(3)对称性非常重要,但是不知道如何支撑玻色子中的精确SU(3)对称性,这是一个需要进一步思考的关键问题。



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2 刘全慧 杨正瓴

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