【摘 要】
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核物质状态方程中同位旋相关项(对称能)在偏离正常核物质密度时的性质对核物理和天体物理的研究有着重要影响。对称能密度依赖的研究对于理解核结构中的中子皮厚度,核天体物理中的中子星质量半径关系,双中子星并合产生引力波的性质和中能重离子碰撞中同位旋输运与轻粒子发射时标性质有着重要意义。对称能在核物质饱和密度附近的值相对比较确定,但是其随密度变化的趋势依然存在着较大的不确定性,因此,实验中寻找同位旋相关的物
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核物质状态方程中同位旋相关项(对称能)在偏离正常核物质密度时的性质对核物理和天体物理的研究有着重要影响。对称能密度依赖的研究对于理解核结构中的中子皮厚度,核天体物理中的中子星质量半径关系,双中子星并合产生引力波的性质和中能重离子碰撞中同位旋输运与轻粒子发射时标性质有着重要意义。对称能在核物质饱和密度附近的值相对比较确定,但是其随密度变化的趋势依然存在着较大的不确定性,因此,实验中寻找同位旋相关的物理观测量,探究对称能密度依赖的性质就成为当前的重要课题。小角关联函数方法是HBT(Hanbury Brown and Twiss)方法在核物理中的应用,是通过测量小相对角度内两个符合粒子的动量关联信息,得到核反应过程中碰撞区域的时空性质的方法。HBT方法对探测器的角度分辨要求较高,而硅条探测器的发展为我们高精度测量粒子关联函数提供了机会。实验室中通过重离子碰撞来研究同位旋依赖的核物质状态方程是一个很好的途径,而通过测量同位旋依赖粒子的出射时标可以反映同位旋自由度驰豫的特征。为此,搭建了由用于碎片测量的平行板雪崩气体探测器和用于轻粒子测量的硅条-硅条-CsI(Tl)望远镜探测器组成的 CSHINE(compact spectrometer for heavy ion experiment)重离子核反应探测系统,并于2018年,在兰州近代物理研究所RIBLL1终端完成30MeV/u40Ar+197Au束流实验。数据处理中,建立了完整的刻度与粒子鉴别框架,完成硅条望远镜击中模式识别算法,重建了不同粒子的HBT关联函数结果。通过α-α关联函数谱上的激发态结构,可以确认探测系统和数据处理的有效性。轻粒子的同位素之间的同位旋值差异明显,因此,实验主要测量了氢和氦的同位素产物。将相同粒子间关联函数的结果与理论计算对比,确定τp≈100fm/c,给出合理的质子发射时标。通过对不同粒子间关联函数进行速度区分,确定了氢同位素粒子的发射次序τp>τd>τt,表明丰中子的粒子发射的更早。此外,初步的ImQMD计算表明同位旋依赖的粒子发射时标有可能成为在重离子碰撞中研究对称能的有效方法。同时,在d-d和t-t的关联函数上测量到了可见的量子效应导致的正关联峰,这在之前的实验中鲜有讨论,我们的实验结果可能对深入理解原子核间的相互作用有重要意义。
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