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理论核物理学的重大进展
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最近，日本物理学家首次从量子色动力学中精确计算出核子之间的强排斥相互作用，这意味着开启了理论核物理研究的新纪元。该研究成果发表在近期的英国《自然》杂志上。 所谓核子间的强排斥力，主要是指当原子核中的核子之间距离越来越小时，其引力变成的巨大排斥力。核子不是最基本的粒子，而是由更小的粒子—夸克组成。半个多世纪以来，人类对原子核的认知主要来源于实验。核物理学家通常利用著名的量子色动力学理论来描述原子核内部夸克之间的相互作用，量子色动力学解释了许多核物理现象，但科学家对原子核力性质的研究仍然是建立在经验基础上的，一直未能从量子色动力学中导出核子之间的强排斥力。 近年来，科学家利用格点量子色动力学来描述核子之间的强力作用发现，在任何量子问题中，夸克和胶子不是一个确切的粒子，而是一种场。为了研究夸克场和胶子场的运动，计算核子的性质，科学家在时空中建立一种4维立方晶格，利用大功率的计算机来计算核子之间的强力，并取得了一系列重要研究成果。 日本研究人员正是在上述研究方向上获得了新的突破。研究人员计算了用6个分布很近的夸克组成的量子色动力学方程，在研究了2个核子的相对分布后，获得了核子之间的相互作用与距离之间的关系曲线。非常重要的是，该计算中使用了4个毫微米大的、能够放置2个核子的格点。 新研究成果的主要成就在于：以前用实验描述的有关核子间的相互作用都可以从这些计算中得到再现，也与实验结果能很好吻合，并首次从量子色动力学中导出了核子间强核排斥力的存在。这意味着开辟了理论核物理学研究的新篇章。 研究人员指出，上述成果可使物理学家重新检验以前通过实验获得的原子核的性质，并发现新的现象，也可能因此建立一种更新、更简单的核现象理论。 另外，这一成果对天文物理学研究有重要意义。利用精确的核作用理论能够更准确地计算出宇宙中中子星的大小，解释超新星的爆炸机理，进一步研究早期宇宙的物质形态，以及银河系的形成等宇宙演化问题。 |
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诸葛曹操2楼
2007-02-03 14:27
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