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(xué)物理系, 北京100871

　　2.北京大學(xué)重離子物理教育部重點(diǎn)實(shí)驗室，北京100871

　　3.重離子加速器國家實(shí)驗室理論核物理中心，蘭州730000

　　論文摘要：簡(jiǎn)要回顧原子核和強相互作用物質(zhì)的相結構及相變研究的現狀。說(shuō)明原子核和強相互作用物質(zhì)的相結構和相變的研究是原子核物理、粒子物理、天體物理、宇宙學(xué)和統計物理等領(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(jìn)展，但無(wú)論是具體實(shí)際問(wèn)題還是研究方法等方面都需要系統深入的研究。

　　關(guān)鍵詞：原子核物理;強相互作用物質(zhì);相與相變

　　1 引言

　　100年前，愛(ài)因斯坦通過(guò)分析充滿(mǎn)空腔的輻射系統的熵與充滿(mǎn)空腔的氣體系統的熵，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(guān)世界的沖鋒號。進(jìn)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(lèi)，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(lèi)。參與強相互作用的粒子或具有強相互作用的系統統稱(chēng)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(gè)強子組成的系統)，對原子核和強相互作用系統的相結構及相變的研究，對于認識強相互作用系統的相結構、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的統計物理的檢驗平臺。因此，近年來(lái)關(guān)于原子核和強相互作用系統的相變的研究不僅是原子核物理、天體物理、宇宙學(xué)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領(lǐng)域和統計物理學(xué)界的極大關(guān)注。本文簡(jiǎn)要介紹原子核及強相互作用系統的相及相變研究的現狀。

　　2 原子核的相及相變

　　2.1 原子核的單粒子運動(dòng)與集體運動(dòng)

　　原子核是有限數目的強子組成的束縛系統，其中的核子(質(zhì)子和中子)自然具有單粒子運動(dòng)，并建立殼模型成功的描述原子核的相應性質(zhì)。實(shí)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(dòng)，并建立了原子核具有形狀和振動(dòng)、轉動(dòng)等集體運動(dòng)模式的概念。人們通常利用將核半徑按球諧函數 展開(kāi)來(lái)描述原子核的形狀，并將相應的形變稱(chēng)為 極形變(如圖1所示)。已經(jīng)觀(guān)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(shí)驗上已經(jīng)觀(guān)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(guān)點(diǎn)， 幻數核多為球形， 而偏離滿(mǎn)殼的核則為形變核，形變核可以細分為長(cháng)橢球形、扁橢球形、三軸不對稱(chēng)形、梨形、香蕉形、紡錘形等。同時(shí)原子核還可能有形狀共存現象。

　　圖1 時(shí)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(lái)的研究表明，在較高激發(fā)能和較高角動(dòng)量情況下，原子核的集體能譜消失，即出現帶終結現象[5]，這表明發(fā)生了由集體運動(dòng)到單粒子運動(dòng)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構理論中一個(gè)重要的問(wèn)題，這是因為原子核形狀與原子核組成成分及其兩種運動(dòng)形式--集體運動(dòng)和單粒子運動(dòng)、中子質(zhì)子比、角動(dòng)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(dòng)時(shí)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(dòng)模式各不相同[6];同時(shí)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(dòng)模式的不同而變化[7]。另一方面，原子核的形狀和一定的動(dòng)力學(xué)對稱(chēng)性相聯(lián)系[4]，核形狀變化與原子核的動(dòng)力學(xué)對稱(chēng)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，原子核的形狀相結構和相變的研究是原子核結構研究的重要內容。由于形狀共存可能是單粒子運動(dòng)和集體運動(dòng)較強耦合的結果[7]，因此形狀共存也是核形狀研究中關(guān)注的焦點(diǎn)[8]。

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