Tensorkrafteffekte auf Kernmaterie in der relativistischen Ab-initio-Theorie

Die Tensorkraft ist ein entscheidender Bestandteil der Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung (NN) und hat einen erheblichen Einfluss auf die strukturellen und dynamischen Eigenschaften des nuklearen Vielteilchensystems. Es wurden viele Anstrengungen unternommen, um den Einfluss der Tensorkraft auf die effektive NN-Wechselwirkung im Kernmedium zu untersuchen. Über die Tensorkrafteffekte aus realistischen NN-Wechselwirkungen ist jedoch weniger bekannt.

Ausgehend von realistischer NN-Wechselwirkung untersuchen die Autoren systematisch die Tensorkrafteffekte auf die Zustandsgleichung und Symmetrieenergie von Kernmaterie im Rahmen der relativistischen Brueckner-Hartree-Fock-Theorie (RBHF), einer der wichtigsten relativistischen Ab-initio-Methoden. Für die Bindungsenergien pro Teilchen symmetrischer Kernmaterie (SNM) und die Symmetrieenergie sind die Tensorkrafteffekte attraktiv und um die empirische Sättigungsdichte herum stärker ausgeprägt. Für reine Neutronenmaterie sind die Tensorkrafteffekte marginal.

Diese Studie zeigt auch, dass die starke Tensorkraft das Neutronen-Protonen-System von der Einheitsgrenze abweichen lässt. Durch Einstellen der Tensorkraftstärke wird das verdünnte SNM an der Einheitsgrenze lokalisiert. Wenn nur die Wechselwirkung im 3S1–3D1-Kanal berücksichtigt wird, ist die Grundzustandsenergie des verdünnten SNM proportional zu der eines freien Fermigases mit einem Skalierungsfaktor von 0,38, was gute universelle Eigenschaften für ein unitäres Fermigas mit vier Komponenten (Spin-1/2 und Isospin-1/2) zeigt.

Diese Arbeit ebnet den Weg zur Untersuchung der Tensorkrafteffekte in Neutronensternen sowie in endlichen Kernen anhand realistischer Nukleon-Nukleon-Wechselwirkungen. Diese Arbeit beleuchtet auch die Rolle der Tensorkraft bei der Abweichung der Kernphysik zur Einheitsgrenze und bietet eine wertvolle Referenz für Untersuchungen des vierkomponentigen unitären Fermigases.

Die Arbeit ist veröffentlicht im Journal Wissenschafts-Bulletin.

Diese Studie wurde von Prof. Jie Meng (Staatliches Schlüssellabor für Kernphysik und -technologie, Fakultät für Physik, Peking-Universität) geleitet. Die numerische Modellierung und die theoretischen Analysen wurden hauptsächlich von Dr. Sibo Wang (Fakultät für Physik und Chongqing Schlüssellabor für stark gekoppelte Physik, Chongqing-Universität) durchgeführt.