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当下低能核结构领域不可思议的困境(8)比球形核不存在更加不可思议的现象

已有 1859 次阅读 2021-6-12 19:04 |个人分类:心智之旅|系统分类:科普集锦

       当粒子物理学家们疯狂的寻找新物理迹象的时候,低能核结构领域在过去的20年理论一直遭到实验的挑战。对于原子核结构来说,虽然从壳模型开始已经过去了70年,虽然这个领域被授予了两个诺比尔奖,但是现在理论和实验之间的鸿沟却越来越大,实验走到了理论的前边。这个事情和超导领域非常相像。也就是说所讨论的问题比想象复杂的多,简单地模型可能无法解释更加复杂的现象。

        前边说过,当下低能核结构领域的困境是,我们已经视如真理般的刚性球形核并不存在,存在的可能是一种奇怪的γ软核,我们对于原子核的直观的理解是有问题的。如何理解这个事情,现在才刚刚开始,我的态度是在现有的模型基础之上,超越以前的用法来尝试的思考这个问题。当然最后的结果,也许需要引入新的方法和原理。

        原子核结构领域考虑问题的角度非常多,有做模型的,也有做第一性的,五花八门,但是因为做起来都很费劲,所以一个小方向可能就几个人在做,少数的一些方向人数会多一些。

        如果球形核不存在,而是一种特殊的量子运动模式,那么当核结构在演化的时候,就一定不会和平常我们所说的量子相变一样,会出现极大的变化,甚至是常规理论不能解释的事情。当我意识到这一点的时候,我就开始查阅PRC的文献,从最近的往前去看。我在17年重新回到核结构领域,很长一段时间是继续编程序,又由于自己事情繁多,所以几乎没有看什么文献。

        当程序编好以后已经是19年初了,然后我跑了程序,看看会出来一些什么奇特的东西。结果是,的确出来了很多莫名其妙的东西。一开始的时候因为这些结果和我已经有的常识并不一致,所以我觉得仅仅是有趣的东西。但是那之后我便开始去看更多的文献,特别是形状共存的文献。随后我开始确定,实验上有一些东西也和理论有很大的区别。在19年底,我看到了BE(2)反常的实验结果,我相信这正是我在寻找的。

       BE(2)反常对现有的所有核结构理论都提出了挑战,并且在我的文章出来之前,也没有哪一个模型给出了理论解释。这个工作我把它看成是我在这个领域编了十几年程序的上天赐予我的最美好的回报。当然,我的理论可能是错的。

        偶偶核的第一个激发能是2+态。2+态的激发能量越高,这个原子核越稳定。正是对于2+态的系统研究,才发现了幻数,才出现了壳模型。对于长椭球核,2+态的激发能级会相对很低,这个时候我们需要考虑第一个4+态,它的能量是2+态的3.33倍左右,这是典型的转动核。正是实验的转动谱的发现,才提出了形变的想法,才提出了几何模型。

         对于原子核这么复杂的作用体系,直觉是没有意义的,理论都是建立在实验数据之上的。这和粒子物理差别巨大,粒子物理里边很多不可思议的发现是先出现了理论或想法,然后是实验发现,比如Higgs粒子的发现,彰显了人类的聪明。但是核结构领域,很少有这种事情。

        过去几年,发现了四个奇特的原子核168Os,166W,172Pt和170Os,它们是临近的。从能谱上看,他们的能谱变化处于球形核往大形变核过渡的区间,用量子相变的角度看是很合理的,但是它们的41+态和21+态的电磁跃迁却完全不合理。这个结果因为仅仅涉及到最低的21+态和41+态,所以对于所有的核结构理论都提出了挑战。四篇文章的作者做了很多的理论尝试,没有给出结果。

         这个事情完全超出预料。核结构模型在很多方面都是非常好使的,以至于我们认为我们已经彻底的理解了原子核的低能现象。新的核结构实验现象的发现,意味着我们的理解本身是有问题的,甚至是可能是彻底错误的。

         (关于BE(2)反常的具体讨论,可见前面的文章)

       



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