高能重離子反應(yīng)

高能重離子反應(yīng)研究強(qiáng)子結(jié)構(gòu)與強(qiáng)相互作用性質(zhì)和發(fā)展QCD可靠計(jì)算方法的重要場(chǎng)所01概念中高能重離子彈核碎裂反應(yīng)研究π介子產(chǎn)生目錄0302基本信息高能重離子反應(yīng)是我們研究強(qiáng)子結(jié)構(gòu)與強(qiáng)相互作用性質(zhì)和發(fā)展QCD可靠計(jì)算方法的重要場(chǎng)所，自旋與核效應(yīng)則是進(jìn)行這類研究的重要手段。高能反應(yīng)通常被分為兩個(gè)大類：基本粒子對(duì)撞與重離子碰撞。概念概念20世紀(jì)50年代，首先從宇宙線的乳膠照片中得到了典型的高能核-核碰撞事例，從而開始用宇宙線研究高能核－核碰撞。早期的工作主要是研究碰撞的截面及碰撞碎片的質(zhì)量和動(dòng)量分布。70年代初，美國勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室的Bevatron(以及后來改進(jìn)的Bevalac)及蘇聯(lián)杜布納聯(lián)合核子研究所的同步穩(wěn)相加速器(JINR)等若干高能重離子加速器建成，產(chǎn)生了人工加速的高能重離子束，提供了在實(shí)驗(yàn)室研究高能重離子反應(yīng)的可能性。π介子產(chǎn)生π介子產(chǎn)生在中高能重離子碰撞中，熱核系統(tǒng)中的π介子和奇異粒子產(chǎn)生是獲取熱核物質(zhì)狀態(tài)方程的重要途徑之一。在相對(duì)論BUU理論基礎(chǔ)上計(jì)算了能區(qū)1GeV/n不同核系統(tǒng)C+C，Ne+NaF，Ar+KCl的π介子產(chǎn)生并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了比較，分析了π介子產(chǎn)生對(duì)平均場(chǎng)和有效截面的靈敏性。發(fā)現(xiàn)π介子產(chǎn)生對(duì)核子有效質(zhì)量較靈敏，而對(duì)壓縮系數(shù)不太靈敏。π介子能譜的計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)測(cè)量值一般符合尚好，但低能區(qū)和高能區(qū)尚有偏離。這和已有的非相對(duì)論BUU和QMD計(jì)算結(jié)果相一致。造成偏離的原因可能與π介子再吸收過程考慮不全有關(guān)。進(jìn)一步的研究正在進(jìn)行中。

中高能重離子彈核碎裂反應(yīng)研究研究歷程研究概況中高能重離子彈核碎裂反應(yīng)研究研究概況對(duì)中高能重離子碰撞中的核多重碎裂現(xiàn)象無論在實(shí)驗(yàn)上還是在理論上都進(jìn)行了廣泛的研究。重離子與不同靶作用的碎裂截面也在許多領(lǐng)域里有重要的應(yīng)用。在天體物理方面，人們利用穿過星際介質(zhì)的宇宙射線核所發(fā)生的能量和成分的變化來確定銀河系宇宙射線源的構(gòu)成。在宇宙中，如何有效地對(duì)航天器及艙外工作的宇航員進(jìn)行輻射防護(hù)，涉及到了重離子碎裂截面值對(duì)輻射劑量的準(zhǔn)確估算。而能量為幾百個(gè)MeV的重離子束在癌癥治療方面，尤其是對(duì)深度癌癥的治療，也有很大的優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)上，關(guān)于核碎裂的研究主要集中在反應(yīng)截面的測(cè)量上。隨著相對(duì)論能量重離子束的獲得成為可能，世界上的幾家大型實(shí)驗(yàn)室的加速器上都相繼開展了有關(guān)方面的研究。包括歐洲核子中心(CERN)的超級(jí)質(zhì)子同步加速器(SPS)，美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室(BNL)的交變磁場(chǎng)梯度同步加速器(AGS)，以及日本放射線醫(yī)學(xué)綜合研究所(NIRS)的重離子醫(yī)學(xué)加速器(HIMAC)和美國國家航空航天局(NASA)空間輻射實(shí)驗(yàn)室的加速器設(shè)備。研究歷程理論上，通過對(duì)眾多碎裂截面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模擬研究，人們提出了諸如參數(shù)化方法，標(biāo)度法，NUCFRG2算法和量子多重散射模型等模型方法。為了從微觀上對(duì)核碎裂現(xiàn)象進(jìn)行深入研究，近年來，人們也采用了諸如VUU模型，反對(duì)稱化分子動(dòng)力學(xué)(AMD)模型，費(fèi)米子分子動(dòng)力學(xué)(FMD)模型和量子分子動(dòng)力學(xué)(QMD)模型等微觀輸運(yùn)理論。當(dāng)用這些微觀輸運(yùn)方法模擬反應(yīng)過程時(shí)，需引入諸如淬火集團(tuán)化代數(shù)方法(SACA)來區(qū)分末級(jí)碎塊。這些方法因沒有考慮初級(jí)受激碎塊衰變過程中的核結(jié)構(gòu)效應(yīng)，故難以給出末級(jí)碎塊分布中諸如奇偶效應(yīng)等系統(tǒng)行為。迄今為止，無論理論和實(shí)驗(yàn)之間，還是實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)之間的結(jié)果都存在明顯的偏差。應(yīng)該指出的是，有關(guān)核碎裂的實(shí)驗(yàn)和理論研究并不充分，這主要是因?yàn)椋怂榱堰^程不是單一的動(dòng)力學(xué)過程，有很多潛在的機(jī)制共同作用，從而導(dǎo)致了各種不同的碎裂模式。因此有必要對(duì)不同束流離子和不同靶的反應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和理論研究。測(cè)量了471AMeV56Fe和400AMeV20Ne誘發(fā)Al，C和CH2作用的電荷變化總截面和分截面，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其他相近的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是一致的，總截面的結(jié)果與Bradt-Peters半經(jīng)驗(yàn)的理論公式也符合得很好；其次，應(yīng)用ImQMD模型來描述反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程，而用GEMINI模型來處理受激碎塊的退激發(fā)過程。兩個(gè)模型的結(jié)合，很好地給出了分截面結(jié)果中出現(xiàn)的奇偶效應(yīng)。重離子碎裂過程中出現(xiàn)的奇偶效應(yīng)和對(duì)能有很大的關(guān)系，主要形成于擦邊碰撞的事例中。同時(shí)根據(jù)