畢業(yè)論文標準格式樣本

　　原子核和強相互作用物質(zhì)的相變[1]

　　劉玉鑫，穆良柱，常雷

　　1.北京大學物理系, 北京100871

　　2.北京大學重離子物理教育部重點實驗室，北京100871

　　3.重離子加速器國家實驗室理論核物理中心，蘭州730000

　　論文摘要：簡要回顧原子核和強相互作用物質(zhì)的相結(jié)構(gòu)及相變研究的現(xiàn)狀。說明原子核和強相互作用物質(zhì)的相結(jié)構(gòu)和相變的研究是原子核物理、粒子物理、天體物理、宇宙學和統(tǒng)計物理等領(lǐng)域共同關(guān)心重要前沿領(lǐng)域，到目前為止已取得重大進展，但無論是具體實際問題還是研究方法等方面都需要系統(tǒng)深入的研究。

　　關(guān)鍵詞：原子核物理;強相互作用物質(zhì);相與相變

　　1 引言

　　1XX年前，愛因斯坦通過分析充滿空腔的輻射系統(tǒng)的熵與充滿空腔的氣體系統(tǒng)的熵，提出電磁輻射由光量子組成[1,2]，從而建立了光子的概念，吹響了引導人們探索微觀世界的沖鋒號。進一步的深入研究表明，組成物質(zhì)世界的粒子可以分為強子和輕子兩類，粒子間的相互作用可以分為引力作用、電磁作用、弱作用和強作用4類。參與強相互作用的粒子或具有強相互作用的系統(tǒng)統(tǒng)稱為強相互作用物質(zhì)(包括強子物質(zhì)、夸克物質(zhì)等)及其特殊形式——原子核(由有限個強子組成的系統(tǒng))，對原子核和強相互作用系統(tǒng)的相結(jié)構(gòu)及相變的研究，對于認識強相互作用系統(tǒng)的相結(jié)構(gòu)、相變，了解宇宙的起源和演化至關(guān)重要，并且可能是有限系統(tǒng)的統(tǒng)計物理的檢驗平臺。因此，近年來關(guān)于原子核和強相互作用系統(tǒng)的相變的研究不僅是原子核物理、天體物理、宇宙學及粒子物理等領(lǐng)域研究的重要前沿課題，還引起了有限量子多體系統(tǒng)領(lǐng)域和統(tǒng)計物理學界的極大關(guān)注。本文簡要介紹原子核及強相互作用系統(tǒng)的相及相變研究的現(xiàn)狀。

　　2 原子核的相及相變

　　2.1 原子核的單粒子運動與集體運動

　　原子核是有限數(shù)目的強子組成的束縛系統(tǒng)，其中的核子(質(zhì)子和中子)自然具有單粒子運動，并建立殼模型成功的描述原子核的相應(yīng)性質(zhì)。實驗上對原子核的能譜和電磁躍遷等的研究表明，原子核還具有整體運動，并建立了原子核具有形狀和振動、轉(zhuǎn)動等集體運動模式的概念。人們通常利用將核半徑按球諧函數(shù) 展開來描述原子核的形狀，并將相應(yīng)的形變稱為 極形變(如圖1所示)。已經(jīng)觀測到和已經(jīng)預言的原子核形狀多種多樣[3,4]，比較重要的是四極形變，實驗上已經(jīng)觀測到的最高極形變是16極形變[3,4]。按照殼模型和集體模型的觀點， 幻數(shù)核多為球形， 而偏離滿殼的核則為形變核，形變核可以細分為長橢球形、扁橢球形、三軸不對稱形、梨形、香蕉形、紡錘形等。同時原子核還可能有形狀共存現(xiàn)象。

　　圖1 時原子核的 極形變的形狀示意圖(取自文獻[3])

　　fig. 1 sketch of the shape of a nucleus in -pole deformation with ( taken from ref. [3] )

　　近年來的研究表明，在較高激發(fā)能和較高角動量情況下，原子核的集體能譜消失，即出現(xiàn)帶終結(jié)現(xiàn)象[5]，這表明發(fā)生了由集體運動到單粒子運動的相變。

　　2.2 原子核的形狀相變

　　原子核形狀的研究一直是原子核結(jié)構(gòu)理論中一個重要的問題，這是因為原子核形狀與原子核組成成分及其兩種運動形式--集體運動和單粒子運動、中子質(zhì)子比、角動量、激發(fā)態(tài)能量和核環(huán)境的溫度等都密切相關(guān)。例如，集體模型中計算單粒子運動時常用的變形平均勢就和核形狀有關(guān)，不同形狀原子核的集體運動模式各不相同[6];同時原子核的形狀由所有核子的空間分布決定，而且隨集體運動模式的不同而變化[7]。另一方面，原子核的形狀和一定的動力學對稱性相聯(lián)系[4]，核形狀變化與原子核的動力學對稱性的破缺相聯(lián)系。原子核的形狀發(fā)生變化表明其狀態(tài)和性質(zhì)發(fā)生了變化，也就是發(fā)生了相變。因此，原子核的形狀相結(jié)構(gòu)和相變的研究是原子核結(jié)構(gòu)研究的重要內(nèi)容。由于形狀共存可能是單粒子運動和集體運動較強耦合的結(jié)果[7]，因此形狀共存也是核形狀研究中關(guān)注的焦點[8]。