中能重离子碰撞中热核物质的热力学性质以及液气相变探针尺寸效应的研究
发布时间：2022-01-13 14:16
中能重离子碰撞作为重离子碰撞从低能到高能的过渡区,碰撞过程中平均场作用和核子-核子碰撞作用相互依存并相互竞争。其中,形成的热核物质的热力学性质和输运性质对我们了解核物质的状态方程以及核物质的相变具有重要意义,且一直是核物理研究中的热点问题。本论文就从这两点出发,分别研究了费米能区重离子碰撞中形成的热核物质的性质和液气相变探针的尺寸效应。第一个工作,利用同位旋相关的量子分子动力学模型（IQMD）,模拟了费米能区129Xe+119Sn中心碰撞过程,得到了碰撞过程中核子的相空间信息。计算了碰撞过程中形成的[-3fm,3fm]中心区域的核物质的热力学性质,即温度、平均密度、化学势、平均动量和输运性质,得到了剪切粘滞系数、熵密度以及它们之间的比值。由于重离子碰撞是一个动力学过程,在热核区域,我们可以近似利用统计热力学中平均自由程的计算公式,计算出不同入射能量中最大压缩态下核子的平均自由程,进而计算出介质中核子-核子碰撞截面,并将计算结果与O.Lopez等人的Phys.Rev.C 90（2014）064602中的实验结果进行比较,发现在入射能量大于40AMeV时,核子的平均自由程与介质中的核子-核...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：99 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１人类对原子内部结构的认识过程［４］
?中能重离子碰撞中热核物质的热力学性质以及液气相变探针尺寸效应的研究???碰撞，碰撞能暈可达１００ＡＧｅＶ［８］。之前运行的实验站有ＢＲＡＨＭＳ、ＰＨＯＢＯＳ、??ＰＨＥＮＩＸ以及ＳＴＡＲ，但现在前三者均已关闭，目前还在运行的只有ＳＴＡＲ。马余??刚导师及其指导的很多学生都参与ＳＴＡＲ的实验，并取得了很多的成果。例如，??２０１０年发现了第一个反超核，即由一个反质子、一个反中子和一个反超子组成??的反超氤核［９］；?２０１１年第一次发现反氦４，这也是迄今发现的最童的反物质原子??核［１０］；?２０１５年又第一欢测暈：了反核子之间的相互作用［１１］；?２０２０年又精确测暈??了反超核与超核的质髯差和Ａ分离能［１２］。最近，为了研宄核子结构和强相互??？??＇?Ｉ??■?ＴＷＯＥＷ?Ｗ＊?Ｋ?ＧＨｆｉＡＦＦ??图１．２美国ＢＮＬ－ＲＨＩＣ的布局［８］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｈｅ?ｏｖｅｒａｌｌ?ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ?ｏｆ?ＢＮＬ－ＲＨＩＣ?ｉｎ?Ａｍｅｒｉｃａ［８］．??作用，我国也在计划建造极化的电子离子对撞机（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?Ｉｏｎ?Ｃｏｌｌｉｄｅｒ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ，??ＥＩｃＣ），是全球核物理界竞争非常激烈的一个新领域［１３］。图１．３展示了ＥｉｃＣ对撞??机的整体布局，可以看出，ＥｉｃＣ中包含离子加速器和电子加速器，这两种加速??器中对撞束流的制备非常复杂，其性能研宄和技术选择也是ＥｉｃＣ建设中正在面??４??
?寒１：隼瞒????临的困难。??＼?ＤＣ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?Ｃｏｏｌｅｒ??｜［?￡ｆ?ＢＲｉｎｇ?Ｗ?１．０９?ＭｅＶ??１Ｐ１?Ｊ？／（ｌ?Ｐｒｏｔｏｎ?４８?ＭｅＶ－－２?ＧｅＶ?＼＼??】翻＾－?ｐｏｌｔ？ｏｎ??１３４７Ｊｍ?２．８?ＧｅＶ－５?ＧｅＶ??Ｐｏｌａｒｅｅｄ?ｐ，?Ｄ，?Ｈｅ－３?８１９．４?ｍ??Ｄｅｐｏｌａｒｉｚｅｄ?Ｈｅａｖｙ?Ｉｏｎｓ?Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ??图１．３?ＥｋＣ对撞机的总体布局［１３］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｔｈｅ?ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＥｉｃＣ［１３］．??另一种分类方法是按照重离子碰撞的碰撞参数（ｂ）的大小进行分类，碰??撞参数体现的是重离子碰撞过程中弹核与靶核核心在反应平面（理论上认为，??弹核靶核质心和束流方向构成的平面为反应平面）内垂直束流方向上的距离的??远近。不同的碰撞参数，导致弹核与靶核的受力情况不同＾进而可以产生不同??的反应类型，一般可以将重离子碰撞分为以下几类，具体如图１．４所示：在图??图１．４重离子碰撞按照碰撞参数（ｂ）分类的简单示意图。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｔｈｅ?ｓｉｍｐｌｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｅａｖｙ?ｉｏｎ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｓ?ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ?ｂｙ?ｉｍｐａｃｔ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ??（ｂ）．??１．４?中：??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国极化电子离子对撞机计划[J]. 曹须,常雷,畅宁波,陈旭荣,陈卓俊,崔著钫,戴凌云,邓维天,丁明慧,龚畅,桂龙成,郭奉坤,韩成栋,何军,黄虹霞,黄银,Kaptari L P,李德民,李衡讷,李民祥,李学潜,梁羽铁,梁作堂,刘国明,刘杰,刘柳明,刘翔,罗晓峰,吕准,马伯强,马伏,马建平,马余刚,冒立军,Mezrag C,平加伦,秦思学,任航,Roberts C D,申国栋,史潮,宋勤涛,孙昊,王恩科,王凡,王倩,王荣,王睿儒,王涛峰,王伟,王晓玉,王晓云,吴佳俊,吴兴刚,肖博文,肖国青,谢聚军,谢亚平,邢宏喜,徐瑚珊,许怒,徐书生,鄢文标,闫文成,闫新虎,杨建成,杨一玻,杨智,姚德良,尹佩林,詹文龙,张建辉,张金龙,张鹏鸣,张肇西,张振宇,赵红卫,赵光达,赵强,赵宇翔,赵政国,郑亮,周剑,周详,周小蓉,邹冰松,邹丽平. 核技术. 2020(02)
[2]PET分子影像探针微流控芯片自动合成系统（英文）[J]. Ming LEI,Jian-zhang PAN,Guang-ming XU,Pei-zhen DU,Mei TIAN,Hong ZHANG. Journal of Zhejiang University-Science B（Biomedicine & Biotechnology）. 2019(11)
[3]Temperature of intermediate mass fragments in simulated 40Ca + 40Ca reactions around the Fermi energies by AMD model[J]. Chun-Wang Ma,Chun-Yuan Qiao,Tian-Tian Ding,Yi-Dan Song. Nuclear Science and Techniques. 2016(05)
[4]Shear Viscosity to Entropy Density Ratio in Au+Au Central Collisions[J]. 周铖龙,马余刚,方德清. Plasma Science and Technology. 2012(07)
[5]高激发核物质液-气相变与核温度[J]. 靳根明. 原子核物理评论. 1998(04)
博士论文
[1]中能重离子碰撞中热密核物质性质的研究[D]. 吕明.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
[2]量子分子动力学模型的发展及其在低能重离子反应中的应用[D]. 王宁.中国原子能科学研究院 2003
本文编号：3586584
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：99 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１人类对原子内部结构的认识过程［４］
?中能重离子碰撞中热核物质的热力学性质以及液气相变探针尺寸效应的研究???碰撞，碰撞能暈可达１００ＡＧｅＶ［８］。之前运行的实验站有ＢＲＡＨＭＳ、ＰＨＯＢＯＳ、??ＰＨＥＮＩＸ以及ＳＴＡＲ，但现在前三者均已关闭，目前还在运行的只有ＳＴＡＲ。马余??刚导师及其指导的很多学生都参与ＳＴＡＲ的实验，并取得了很多的成果。例如，??２０１０年发现了第一个反超核，即由一个反质子、一个反中子和一个反超子组成??的反超氤核［９］；?２０１１年第一次发现反氦４，这也是迄今发现的最童的反物质原子??核［１０］；?２０１５年又第一欢测暈：了反核子之间的相互作用［１１］；?２０２０年又精确测暈??了反超核与超核的质髯差和Ａ分离能［１２］。最近，为了研宄核子结构和强相互??？??＇?Ｉ??■?ＴＷＯＥＷ?Ｗ＊?Ｋ?ＧＨｆｉＡＦＦ??图１．２美国ＢＮＬ－ＲＨＩＣ的布局［８］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｈｅ?ｏｖｅｒａｌｌ?ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ?ｏｆ?ＢＮＬ－ＲＨＩＣ?ｉｎ?Ａｍｅｒｉｃａ［８］．??作用，我国也在计划建造极化的电子离子对撞机（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?Ｉｏｎ?Ｃｏｌｌｉｄｅｒ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ，??ＥＩｃＣ），是全球核物理界竞争非常激烈的一个新领域［１３］。图１．３展示了ＥｉｃＣ对撞??机的整体布局，可以看出，ＥｉｃＣ中包含离子加速器和电子加速器，这两种加速??器中对撞束流的制备非常复杂，其性能研宄和技术选择也是ＥｉｃＣ建设中正在面??４??
?寒１：隼瞒????临的困难。??＼?ＤＣ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?Ｃｏｏｌｅｒ??｜［?￡ｆ?ＢＲｉｎｇ?Ｗ?１．０９?ＭｅＶ??１Ｐ１?Ｊ？／（ｌ?Ｐｒｏｔｏｎ?４８?ＭｅＶ－－２?ＧｅＶ?＼＼??】翻＾－?ｐｏｌｔ？ｏｎ??１３４７Ｊｍ?２．８?ＧｅＶ－５?ＧｅＶ??Ｐｏｌａｒｅｅｄ?ｐ，?Ｄ，?Ｈｅ－３?８１９．４?ｍ??Ｄｅｐｏｌａｒｉｚｅｄ?Ｈｅａｖｙ?Ｉｏｎｓ?Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ??图１．３?ＥｋＣ对撞机的总体布局［１３］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｔｈｅ?ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＥｉｃＣ［１３］．??另一种分类方法是按照重离子碰撞的碰撞参数（ｂ）的大小进行分类，碰??撞参数体现的是重离子碰撞过程中弹核与靶核核心在反应平面（理论上认为，??弹核靶核质心和束流方向构成的平面为反应平面）内垂直束流方向上的距离的??远近。不同的碰撞参数，导致弹核与靶核的受力情况不同＾进而可以产生不同??的反应类型，一般可以将重离子碰撞分为以下几类，具体如图１．４所示：在图??图１．４重离子碰撞按照碰撞参数（ｂ）分类的简单示意图。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｔｈｅ?ｓｉｍｐｌｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｅａｖｙ?ｉｏｎ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｓ?ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ?ｂｙ?ｉｍｐａｃｔ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ??（ｂ）．??１．４?中：??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国极化电子离子对撞机计划[J]. 曹须,常雷,畅宁波,陈旭荣,陈卓俊,崔著钫,戴凌云,邓维天,丁明慧,龚畅,桂龙成,郭奉坤,韩成栋,何军,黄虹霞,黄银,Kaptari L P,李德民,李衡讷,李民祥,李学潜,梁羽铁,梁作堂,刘国明,刘杰,刘柳明,刘翔,罗晓峰,吕准,马伯强,马伏,马建平,马余刚,冒立军,Mezrag C,平加伦,秦思学,任航,Roberts C D,申国栋,史潮,宋勤涛,孙昊,王恩科,王凡,王倩,王荣,王睿儒,王涛峰,王伟,王晓玉,王晓云,吴佳俊,吴兴刚,肖博文,肖国青,谢聚军,谢亚平,邢宏喜,徐瑚珊,许怒,徐书生,鄢文标,闫文成,闫新虎,杨建成,杨一玻,杨智,姚德良,尹佩林,詹文龙,张建辉,张金龙,张鹏鸣,张肇西,张振宇,赵红卫,赵光达,赵强,赵宇翔,赵政国,郑亮,周剑,周详,周小蓉,邹冰松,邹丽平. 核技术. 2020(02)
[2]PET分子影像探针微流控芯片自动合成系统（英文）[J]. Ming LEI,Jian-zhang PAN,Guang-ming XU,Pei-zhen DU,Mei TIAN,Hong ZHANG. Journal of Zhejiang University-Science B（Biomedicine & Biotechnology）. 2019(11)
[3]Temperature of intermediate mass fragments in simulated 40Ca + 40Ca reactions around the Fermi energies by AMD model[J]. Chun-Wang Ma,Chun-Yuan Qiao,Tian-Tian Ding,Yi-Dan Song. Nuclear Science and Techniques. 2016(05)
[4]Shear Viscosity to Entropy Density Ratio in Au+Au Central Collisions[J]. 周铖龙,马余刚,方德清. Plasma Science and Technology. 2012(07)
[5]高激发核物质液-气相变与核温度[J]. 靳根明. 原子核物理评论. 1998(04)
博士论文
[1]中能重离子碰撞中热密核物质性质的研究[D]. 吕明.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
[2]量子分子动力学模型的发展及其在低能重离子反应中的应用[D]. 王宁.中国原子能科学研究院 2003
本文编号：3586584
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