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中国科学:物理学力学天文学 2025年第5期55卷 87-101页

作者：魏宝仁张瑞田复旦大学大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室中国科学院近代物理研究所中国科学院大学核科学与技术学院

高电荷态离子与中性原子分子碰撞是一个多原子中心的量子态跃迁过程,具有强库仑场、多通道、高激发态等动力学基本特征.电荷交换过程研究不仅有助于理解原子尺度强库仑场下量子态的跃迁动力学,对极端条件下量子散射理论的检验和高温等... 详细信息

高电荷态离子与中性原子分子碰撞是一个多原子中心的量子态跃迁过程,具有强库仑场、多通道、高激发态等动力学基本特征.电荷交换过程研究不仅有助于理解原子尺度强库仑场下量子态的跃迁动力学,对极端条件下量子散射理论的检验和高温等离子体的诊断与建模同样具有重要意义.本文围绕高电荷态离子与原子分子电荷交换过程实验和理论研究发展的历史、现状和面临的挑战,综述了动力学相关的电荷交换总截面的绝对测量、量子态选择截面及伴随X射线发射的谱学研究,最后以彗星大气X射线起源为例,讨论了电荷交换在天体环境冷-热流非平衡态等离子体X射线天文观测建模中的重要性.

关键词：高电荷态离子电荷交换绝对截面态选择截面 X射线发射天文建模

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QCD物质的Spinodal不稳定性

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中国科学:物理学力学天文学 2025年第5期55卷 249-260页

作者：周文豪马富孙开佳复旦大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室西安航空学院理学院复旦大学国家自然科学基金理论物理专款上海核物理理论研究中心

相对论重离子碰撞提供了研究量子色动力学(QCD)相结构的理想环境.重离子碰撞中产生的夸克-胶子等离子体在经历可能的一阶QCD相变形成强子气体的过程中,由于Spinodal不稳定性,会引发密度涨落增强的现象,导致可观测的物理效应.本文基于平... 详细信息

相对论重离子碰撞提供了研究量子色动力学(QCD)相结构的理想环境.重离子碰撞中产生的夸克-胶子等离子体在经历可能的一阶QCD相变形成强子气体的过程中,由于Spinodal不稳定性,会引发密度涨落增强的现象,导致可观测的物理效应.本文基于平均场近似的Nambu-Jona-Lasinio (NJL)模型,在箱形系统中进行了输运模拟,探讨了QCD相图中Spinodal区域内状态方程的密度涨落行为.利用夸克密度的高阶矩和密度关联函数定量刻画了Spinodal区域密度涨落的演化行为.结果显示,在Spinodal中心位置附近,当初态净重子数密度固定时,密度涨落的增长率随初态温度的升高而增大;而在初态温度相同的情况下,密度涨落对初态净重子数密度的依赖性并不显著.

关键词： QCD相结构 NJL模型一阶相变 Spinodal不稳定性

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2024年原子核物理科技热点回眸

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科技导报 2025年第07期 21-47页

作者：马余刚王思敏复旦大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室国家自然科学基金委理论物理专款–上海核物理理论研究中心

简要回顾2024年原子核物理科技发展的前沿与热点，放射性核束物理，相对论重离子碰撞物理，中低能与高能的交叉、无中微子双贝塔衰变、超精细结构、核钟、核物质状态方程与核天体物理等交叉学科及核医学等方向，其中有涉及理论的拓展也... 详细信息

简要回顾2024年原子核物理科技发展的前沿与热点，放射性核束物理，相对论重离子碰撞物理，中低能与高能的交叉、无中微子双贝塔衰变、超精细结构、核钟、核物质状态方程与核天体物理等交叉学科及核医学等方向，其中有涉及理论的拓展也有实验的突破，这些原子核物理学的发展不断地推动我们对物质基本构成和宇宙演化的深入理解。

关键词：放射性核束物理相对论重离子碰撞无中微子双贝塔衰变核天体物理核医学

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滴滴线外奇异双质子放射性的研究进展

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科学通报 2025年

作者：黄博方德清王思敏复旦大学现代物理研究所教育部核物理与离子束应用重点实验室国家自然科学基金委员会复旦大学上海核物理理论研究中心

滴线区原子核是弱束缚或非束缚的开放量子系统,由于连续谱与形变效应等影响,表现出奇异的结构和放射性.其中,双质子发射是最新发现且最受关注的衰变模式之一,对双质子发射的研究有利于理解质子滴线外原子核的独特结构和质子对关联.本文... 详细信息

滴线区原子核是弱束缚或非束缚的开放量子系统,由于连续谱与形变效应等影响,表现出奇异的结构和放射性.其中,双质子发射是最新发现且最受关注的衰变模式之一,对双质子发射的研究有利于理解质子滴线外原子核的独特结构和质子对关联.本文概述了最近发展的理论方法,重点介绍了基于Gamow耦合道方法和含时演化方法等三体模型对双质子发射核的衰变机制、核子-核子关联以及衰变动力学等方面的研究.基于HIAF、FRIB以及FAIR等国内外新一代放射性核束装置,人们有望对滴线附近原子核的奇异结构和放射性进行更多更深入的实验探究,而理论方法的发展可以与未来的实验相辅相成.

关键词：滴线外原子核双质子发射 Gamow耦合道方法时演化方法

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低能电子在直径为800 nm的聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米微通道中的输运过程

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物理学报 2025年第2期74卷 112-121页

作者：李鹏飞刘宛琦哈帅潘俞舟樊栩宏杜战辉万城亮崔莹姚科马越杨治虎邵曹杰 Reinhold Schuch 路迪宋玉收张红强陈熙萌哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨150000 兰州大学核科学与技术学院兰州730000 复旦大学现代物理研究所上海200433 复旦大学核物理与离子束应用教育部重点实验室上海200433 RIKEN Nishina Center RIKENWako 351-0198Japan 中国科学院近代物理研究所兰州730000 Physics Department Stockholm UniversityStockholm S-10691Sweden Department of Physics University of GothenburgGothenburg S-40530Sweden

研究了2 keV电子在直径为800 nm,长度为10μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)纳米通道中的输运过程.结果表明,当纳米微通道倾角为0°时,穿透电子的穿透率可达10%,而当倾角大于几何张角时,穿透电子的透射率... 详细信息

研究了2 keV电子在直径为800 nm,长度为10μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)纳米通道中的输运过程.结果表明,当纳米微通道倾角为0°时,穿透电子的穿透率可达10%,而当倾角大于几何张角时,穿透电子的透射率小于1%.穿透电子角分布中心没有随微孔倾角的变化而移动,因此没有如在正离子的情况下那样观察到绝缘微孔对电子的导向效应.在充电达到稳态时,当微孔倾角小于几何张角时,电子分裂成上下两个电子斑.穿透电子的全角分布的时间演化表明,在充电开始时,穿透电子为单电子斑.随着入射电荷量(充电时间)的累积,穿透电子被上下拉伸,并逐渐分裂成两个电子斑.当纳米微孔的倾角超过几何张角时,穿透电子的分裂趋于消失.对电子造成微孔内壁上的电荷沉积的模拟计算表明,微孔表面被激发出大量空穴,形成正电荷累积;而部分入射电子沉积于表面以下更深处,形成负电荷层,因此不利于产生类似正离子的导向效应.本文还讨论了造成穿透电子角分布上下分裂的可能原因,并据此提出验证电子和离子充电机制不同的新的实验方法.研究结果为利用绝缘微通道控制电子传输技术的发展提供了支撑.

关键词：绝缘纳米毛细管低能电子导向效应

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复空间第一性原理有效算符研究

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中国科学:物理学力学天文学 2025年第5期55卷 60-72页

作者：许志成王思敏许甫荣复旦大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室国家自然科学基金委-上海核物理理论研究中心复旦大学北京大学物理学院核物理与核技术国家重点实验室中国科学院近代物理研究所南方核科学中心

核物理第一性原理计算(Ab Initio, First Principle)在近30年来取得了长足的发展,是当今理论核物理研究的先进方法.它从能够高精度复现核子-核子散射数据的现实核力出发,实现了对原子核结构的精确描述,并给出了可靠预言.对远离原子核β... 详细信息

核物理第一性原理计算(Ab Initio, First Principle)在近30年来取得了长足的发展,是当今理论核物理研究的先进方法.它从能够高精度复现核子-核子散射数据的现实核力出发,实现了对原子核结构的精确描述,并给出了可靠预言.对远离原子核β稳定线的弱束缚和非束缚奇异原子核的研究是目前核物理领域研究的前沿,研究这些奇异原子核需要合适地考虑共振态、连续态带来的影响.复空间第一性原理多体微扰理论结合了手征有效场论现实核力和能自洽包含连续态效应的Berggren基,实现了对这些奇异原子核结构的合理描述.为研究连续态效应对滴线区原子核可观测量的影响,在复空间第一性原理计算的多体方法基础上发展出了能自洽考虑价空间和补空间中关联的有效算符方法.这是国际上首次将共振与连续态耦合包含在价空间有效算符的计算中,能自洽地描述滴线区不稳定原子核的能谱、β衰变及其他可观测量.在此基础上,对连续态效应与手征现实核力对原子核能谱、β衰变、电磁跃迁等一系列可观测量的综合影响进行了深入研究.本文综述了复空间第一性原理有效算符研究方面取得的进展.

关键词：第一性原理有效算符共振态连续态滴线区原子核

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极端物态夸克胶子等离子体的纵向结构研究

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中国科学:物理学力学天文学 2025年第5期55卷 22-34页

作者：张春健刘鹿蒙陈金辉复旦大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室国家自然科学基金委-上海核物理理论研究中心复旦大学复旦大学物理学系粒子物理与场论中心

极端物态夸克胶子等离子体的性质及其动力学研究一直是相对论重离子碰撞实验的主要目标.本文从相关实验测量和理论模型出发,简要回顾了通过相对论重离子碰撞研究夸克胶子等离子纵向结构的最新进展.文章概述了近年来利用原子核形变研究... 详细信息

极端物态夸克胶子等离子体的性质及其动力学研究一直是相对论重离子碰撞实验的主要目标.本文从相关实验测量和理论模型出发,简要回顾了通过相对论重离子碰撞研究夸克胶子等离子纵向结构的最新进展.文章概述了近年来利用原子核形变研究集体流退关联、基于零度量能器研究旁观者粒子产生、小系统碰撞集体流的实验测量,以及轻核集团结构的理论探索.本文的讨论有助于有效解耦非流物理背景,深化对夸克胶子等离子体初态三维几何结构的理解,并进一步拓展跨能量尺度研究原子核结构的交叉方向.

关键词：夸克胶子等离子体(QGP) 相对论重离子碰撞 QGP的纵向结构原子核结构集体流

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少电子离子束缚态电子g因子精密测量

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物理学报 2024年第20期73卷 36-46页

作者：屠秉晟复旦大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室上海EBIT实验室上海200433

少电子离子束缚态电子g因子的精密测量是借助原子分子体系研究束缚态量子电动力学(QED)理论的有效途径.特别是在高电荷态重核体系中,原子核与内壳层电子之间极强的电磁相互作用为研究极端电磁场环境下的QED效应提供了独一无二的条件.通... 详细信息

少电子离子束缚态电子g因子的精密测量是借助原子分子体系研究束缚态量子电动力学(QED)理论的有效途径.特别是在高电荷态重核体系中,原子核与内壳层电子之间极强的电磁相互作用为研究极端电磁场环境下的QED效应提供了独一无二的条件.通过精确测量束缚态电子g因子,还可以分析核效应、测定核结构参数、确定基本物理常数等.少电子离子束缚态电子g因子的研究已经成为精密谱学方向的前沿课题.潘宁离子阱(借助稳态电磁场囚禁离子的系统)是进行g因子测量的有效实验装置之一.本综述将对基于潘宁离子阱开展少电子离子束缚态电子g因子的实验研究进行全面回顾,介绍基本实验原理与测量方法,重点论述该领域在近几年中的重要实验成果,并对未来发展进行简要展望.

关键词：少电子离子 g因子潘宁阱精密测量

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中子皮结构及其在核反应中的效应

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核技术 2023年第8期46卷 148-154页

作者：方德清教育部核物理与离子束应用重点实验室复旦大学现代物理研究所上海200433

中子皮是不稳定原子核中存在的一种奇特结构,在核反应过程中会产生各种效应。不同理论模型研究发现,中子皮厚度会影响核-核碰撞中的中子擦去截面、轻粒子产额比、重碎片产额比、光子产生截面等物理量,也与原子核的集团结构、表面宽度、... 详细信息

中子皮是不稳定原子核中存在的一种奇特结构,在核反应过程中会产生各种效应。不同理论模型研究发现,中子皮厚度会影响核-核碰撞中的中子擦去截面、轻粒子产额比、重碎片产额比、光子产生截面等物理量,也与原子核的集团结构、表面宽度、温度等存在密切关系。在高能重离子碰撞中研究发现,中子皮同样存在明确的效应。实验上,基于放射性核束装置可以产生具有中子皮结构的不稳定核,通过测量其与稳定核发生反应后与中子皮敏感的观测量,能提取或确定中子皮厚度。结合核理论模型,可以进一步约束非对称核物质的状态方程及核天体的相关性质。

关键词：中子皮放射性核束非对称核物质的状态方程

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双质子发射实验研究进展

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科学通报 2020年第35期65卷 4018-4026页

作者：方德清马余刚复旦大学现代物理研究所教育部核物理与离子束应用重点实验室上海200433

放射性是不稳定核的一个重要特性,比较常见的模式有α、β、γ衰变及裂变.双质子发射是质子滴线区原子核的一种奇异放射性,对研究极端丰质子核的结构、质量、质子对关联等有重要意义,是近年来放射性核束物理的重要前沿方向之一.本文简... 详细信息

放射性是不稳定核的一个重要特性,比较常见的模式有α、β、γ衰变及裂变.双质子发射是质子滴线区原子核的一种奇异放射性,对研究极端丰质子核的结构、质量、质子对关联等有重要意义,是近年来放射性核束物理的重要前沿方向之一.本文简要评述了双质子发射实验研究进展,介绍了几种常用的实验探测方法及鉴别双质子发射机制的研究方法.奇异放射性研究的困难在于滴线区不稳定核的产生.中国在建的HIAF装置有强流的优势,结合先进的探测技术与研究方法,将来有望在滴线区原子核的奇异放射性实验研究方向开展最前沿的工作.

关键词：丰质子核双质子发射在束衰变方法注入衰变方法光学读出时间投影室成像方法

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