重核性质的相对论平均场理论研究

本论文主要包括两部分内容，一部分是运用相对论平均场理论对超重核基态性质的研究以及Pb同位素位移微观机制的研究，第二部分是在相对论平均场框架下对BCS型对关联的改进及其在有限核性质研究中的应用。基于核子与介子自由度的量子强子动力学(QHD)， 从有效拉氏密度出发, 采取平均场近似, 已经成为当前最为成功的原子核理论之一，相对论平均理论。本文比较详细地介绍该理论模型, 并系统地探讨了新核素287115及其 衰变链上核的基态性质。结果发现所计算的结合能和四极形变符合了有限力程小液滴模型的结果，计算表明研究的 衰变链具有中等大小的长椭球形变；且计算的 衰变能 成功地与实验符合，说明相对平均场理论在原子核的超重区是有成功的。在此基础上进一步研究了新核素的单粒子能级，从而发现了超重核的一些新特点。通过分析Z=108到Z=114这四条同位素链的平均结合能，说明在这些同位素链中，对中子分离能的分析则可以看到N=162与N=184是壳效应的存在。研究了Pb同位素链的基态性质，从原子核的微观结构出发，比较详细地研究了Pb链同位素位移出现反常扭折这一重要性质的物理机制，由于满壳外额外中子会排布在距离满壳稍远一些的下一能级上，这自然会导致中子半径的增加．由于中子在核内的分布对质子分布的影响，将必然使原子核的电荷半径会在中子满壳后增加得更快。相对论平均场理论能够自然地给出原子核的自旋和轨道耦合，从而能给出合理的单粒子能级序列和间距，这为定量描述原子核的同位素位移提供了有力的理论基础。在论文的第二部分，通过引进密度相关的Delta力来改进传统的处理对关联的BCS方法，假定核子之间的作用为Delta力，计算得到状态相关的对能隙。相对于传统的常数对能隙是一个很重要的改进。接着我们用改进的理论研究了Sr同位素链的基态性质，得到了一些很有意义的结果。