Энергии связи на частицу для (a) симметричной ядерной материи (SNM) и (b) чистой нейтронной материи (PNM), рассчитанные с (сплошные линии и полные символы) и без (пунктирные линии и пустые символы) тензорных сил. (c) Разность энергий симметрии, полученная путем выполнения расчетов RBHF с тензорной силой и без нее.
Кредит: Science China Press

Тензорная сила является важнейшим компонентом взаимодействия нуклон-нуклон (NN) и оказывает важное влияние на структурные и динамические свойства ядерной многочастичной системы. Много усилий было направлено на изучение влияния тензорной силы в эффективном взаимодействии NN в ядерной среде. Но меньше известно об эффектах тензорной силы из реалистичных взаимодействий NN.

Начиная с реалистичного взаимодействия NN, авторы систематически изучают эффекты тензорной силы на уравнении состояния и энергии симметрии ядерной материи в рамках релятивистской теории Бракнера-Хартри-Фока (RBHF), которая является одним из важнейших релятивистских методов ab initio. Для энергий связи на частицу симметричной ядерной материи (SNM) и энергии симметрии эффекты тензорной силы привлекательны и более выражены вблизи эмпирической плотности насыщения. Для чистой нейтронной материи эффекты тензорной силы незначительны.

Это исследование также показывает, что сильная тензорная сила заставляет систему нейтрон-протон отклоняться от унитарного предела. Настраивая силу тензорной силы, разбавленный SNM располагается на унитарном пределе. При рассмотрении только взаимодействия в канале 3S1–3D1 энергия основного состояния разбавленного SNM оказывается пропорциональной энергии свободного ферми-газа с масштабным коэффициентом 0,38, что показывает хорошие универсальные свойства для четырехкомпонентного унитарного ферми-газа (спин-1/2 и изоспин-1/2).

(a) Безразмерное отношение эффективного диапазона r t к длине рассеяния a t в спиновом триплете (левая ось) и энергии связи для дейтрона B d (правая ось) с изменением фактора гашения тензорной силы λ . Верхняя (нижняя) горизонтальная пунктирная линия обозначает местоположение унитарного (связанного) предела.
(b) Энергия основного состояния на частицу для SNM, рассчитанная с помощью Bonn A, B и C, где длина рассеяния at в спиновом триплетном канале настроена на −100 фм. Рассматриваются только вклады от канала 3S1-3D1. Результаты свободного ферми-газа с масштабным коэффициентом 0,38 также показаны для сравнения.
Кредит: Science China Press

Эта работа прокладывает путь к изучению эффектов тензорной силы в нейтронных звездах, а также конечных ядрах из реалистичных нуклон-нуклонных взаимодействий. Эта работа также подчеркивает роль тензорной силы в отклонении ядерной физики к унитарному пределу и дает ценную ссылку для исследований четырехкомпонентного унитарного ферми-газа.

Работа опубликована в журнале Science Bulletin.

Это исследование было проведено под руководством профессора Цзе Мэн (Государственная ключевая лаборатория ядерной физики и технологий, Физический факультет, Пекинский университет). Численное моделирование и теоретический анализ были проведены в основном доктором Сибо Ваном (Кафедра физики и Чунцинская ключевая лаборатория сильно связанной физики, Чунцинский университет).