王涛
类球谱的发现(13)SU(3)对称性
2025-10-5 12:14
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        新理论是建立在两个理论的基础上的,一个是相互作用玻色子模型,一个是核结构中的SU(3)对称性传统。

    在核结构中,首先是壳模型的提出,这个理论用到了球形三维简谐振子,具有SU(3)对称性。强的自旋轨道耦合作用,对于轻核影响很小,所以轻核的价核子具有SU(3)对称性,并且正如实验给出的,出现了转动谱。

    这个工作是Elliott给出了,这是一个了不起的工作。他是第一个把单粒子运动和集体运动联系在一起的研究者,把SU(3)对称性和长椭球形变联系在一起的。这个工作,在我看来比很多热点的研究都有价值的多。

    但是,对于更高的能壳,由于强的自旋轨道耦合作用,SU(3)对称性被破坏了。这也意味着,对于中重核,似乎不应该出现大形变核了。但是不管是形变发生的原因,一定会出现大形变核,还是实验上,都发现了转动谱的出现。对于中重核,大形变核是到处都是的。所以一些研究者,就去研究更高的能壳,看看这个大形变是不是和SU(3)对称性有关系。结果发现了赝SU(3)对称性。

    更高的能级,价核子空间会分为两部分,一部分具有SU(3)对称性,一部分具有O(N)对称性。这是一个奇妙的结果,这促进了集体模式一般性演化的概念。在形变的时候,先出现长椭球的大形变,然后是γ软核。

    从那个时候开始,就没有人再把γ软核和SU(3)对称性联系在了一起。当然,也从来没有人做过这样的联系。

    最近Bonatsos等人提出了近似SU(3)对称性,对这个图景提出了挑战。即使是更高的能壳,SU(3)对称性也是很好的。

    这个工作出来的有点晚了,但是对于我们的研究给出了支持。

    这里边的最重要的是,在物理上,一直把SU(3)对称性和长椭球联系在了一起。这几乎已经成为了核结构研究者不能被推翻的基本观念。

    在赝SU(3)对称性提出来之后,对于SU(3)对称性的哈密顿量进行了数学上的推广。如果物理学中用到了一个数学,那么理论物理学家会对这个数学进行更加广泛地研究。在这里也是如此。具有SU(3)对称性的哈密顿量,不仅是两体作用,还有三体和四体作用。所以他们研究了这些高阶作用。一个很重要的工作,就是利用SU(3)对称性对于刚性三轴形变进行了描述。

    但是需要清楚地是,这个就是一个数学上的拓展。那个时候,不认为原子核中会存在刚性三轴形变,即使是过去十年,认为是刚性三轴的还很少。直到最近,不管是Otsuka等人的理论工作,还是实验对大形变原子核的直接测量,我们发现这些大形变原子核真的不是长椭球的,而是刚性三轴的。

   所以,如果没有我们的工作,别人也会提出新理论来解释这些刚性三轴。

   刚性三轴,是量子力学中一个非常重要的问题,所以它的SU(3)实现,是作为一个重要的数学问题而做的。在物理上,这个工作被用来讨论长椭球核谱的一些特定问题。

   我很幸运,在一个比较早的时间,就建造了新的理论,虽然它的数学是早就有的。一些结论也会有的,甚至Wood等人,已经开始用刚性三轴的经典哈密顿量已经来解释γ软核。但是我是第一个,明确的把这些都融合在一起,并且明确的给出阐述的研究者。在我提出新理论的2019年,Otsuka等人就已经提出,大形变原子核是刚性三轴的。这对于当时的我来说,是一个非常重要的支持。

   这个部分是非常微妙的。区分理论上的贡献,是一个极其困难的事情,因为彼此之间都是交织在一起的。而对于我来说,用新理论来解释Cd疑难,毫无疑问是最重要的事情。虽然大形变核是刚性三轴的,是一个极其重要的结论。但是这个想法,是以前就已经有的,而且刚性三轴是量子力学诞生后,很快就已经开始研究的。

   而新的γ软的能谱,是全新的发现,不管是确定这个能谱,还是用理论来解释,都是全新的,是以前没有的,而且就我所知道的文献来看,是我一个人所给出的。

  

   

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