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《南开大学》 2017年
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夸克平均场模型中π介子与胶子修正对原子核结构影响的研究

邢学勇  
【摘要】:为了研究核多体系统,本文在夸克平均场(QMF)模型的基础上引入π介子和胶子效应对重子质量的修正。在QMF模型中重子由三个被禁闭在谐振子势场的组分夸克构成。由于手征对称性和胶子在量子色动力学(QCD)中的重要性,在计算重子质量时考虑了π介子和胶子效应对重子质量的修正。在核多体系统中,重子通过不同核子中的夸克交换σ、ω和ρ介子相互作用。u、d夸克禁闭势场的强度由自由核子的质量和半径确定。对于s夸克,其质量和禁闭势场强度根据Λ、Σ~0和Ξ~0超子在自由空间中的质量确定。在本项工作中,我们选择了四组不同的夸克质量,得到了四组夸克禁闭势场的参数。通过拟合~(40)Ca、~(48)Ca、~(90)Zr和~(208)Pb四个双幻原子核基态性质的实验值,我们得到了夸克和介子的耦合常数,与超子有关的耦合常数则根据核物质饱和密度处的单超子经验势能来确定。在第二章,对应于不同的夸克质量,得到了四组夸克和介子间的耦合常数,分别命名为QMF-NK0、QMF-NK1、QMF-NK2和QMF-NK3,并且利用这些参数研究了几个原子核和核物质的性质,结果发现其中的三组参数能够很好地描述有限核的基态性质和核物质的性质,此外还计算了不含超子的中子星性质,发现其最大质量大约为2.3M_⊙。在第三章,利用核物质饱和密度处的单超子经验势能得到了QMF-NK1S、QMF-NK2S和QMF-NK3S参数并研究了单Λ和单Ξ~0超核和奇异核物质的性质。与没有π介子和胶子修正的QMF模型相比,Λ超核的单Λ超子能级更加符合实验值。同时计算Ξ~0超核的性质为将来的相关实验提供参考。利用这些参数通过求解TOV方程研究了包含奇异自由度中子星的性质,结果发现包含超子的中子星最大质量大约为2.1M_⊙,其所对应的半径大约为13 km。
【学位授予单位】:南开大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O571.21;O572.2

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