内容简介
《核反应极化理论》发展了描述自旋1/2和1的入射粒子与具有任意自旋的非极化靶核和剩余核发生核反应的极化理论,研究了两个极化轻粒子发生核反应的极化理论,找到了二阶及二阶以上张量球基坐标系和正交直角坐标系之间的幺正变换关系式,给出了研究自旋3/2粒子极化现象的理论方法。还发展了描述氘核入射发生破裂反应的轴对称转动核连续离散化耦合道(CDCC)理论,又对相对论核反应理论作了介绍,并提出和发展了相对论核反应DiracS矩阵理论。在现有的描述核子在核介质中运动的输运理论中都没有考虑极化现象,认为所有粒子都是非极化的,从微观物理角度看这是一种近似方法。为了能更加逼真地描述自然界客观存在的物理过程,《核反应极化理论》次提出建立极化核数据库的具体方案和方法,次提出并发展了描述极化粒子输运的Monte-Carlo方法和极化粒子输运方程,为把微观世界客观存在的极化现象引入与人类现实生活密切相关的核工程项目的研究和设计提供了一条可进行探索的技术途径。
目录
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前言
第1章 核反应极化理论基础知识 1
1.1 引言 1
1.2 自旋算符 3
1.3 不可约张量 7
1.4 极化算符 10
1.5 密度矩阵 13
参考文献 18
第2章 自旋1/2粒子的核反应极化理论 20
2.1 泡利矩阵 20
2.2 自旋1/2粒子束流的极化 22
2.3 自旋1/2非极化粒子与自旋0靶核发生弹性散射的极化理论 28
2.4 自旋1/2极化粒子与自旋0靶核发生弹性散射的极化理论 34
2.5 自旋1/2粒子与自旋0靶核连续发生三次弹性散射的极化理论 40
2.6 研究核反应极化问题的两种理论方法 52
2.7 *+A—*+B反应极化理论 54
2.8 极化靶核和极化剩余核自旋1/2粒子核反应极化理论 63
2.9 *+*反应极化理论 66
参考文献 94
第3章 自旋1粒子的核反应极化理论 95
3.1 自旋1粒子的自旋算符和极化算符 95
3.1.1 S=1自旋算符和极化算符的一般表达式 95
3.1.2 球基表象中的具体表达式 100
3.1.3 直角基表象中的具体表达式 102
3.1.4 球基和直角基坐标系之间的变换关系 105
3.1.5 球基和直角基表象之间的变换关系 106
3.2 与自旋1粒子的自旋算符和极化算符相关的一些数学公式 107
3.2.1 S=1自旋波函数和自旋算符的坐标转动 107
3.2.2 S=1自旋算符和极化算符对自旋基矢函数的作用 108
3.2.3 S=1自旋算符和极化算符的乘积 108
3.2.4 S=1自旋算符和极化算符求迹 111
3.2.5 S=1粒子的任意自旋波函数和密度矩阵 113
3.3 自旋1入射粒子的矢量极化率和张量极化率 119
3.4 自旋1粒子与自旋0靶核的弹性散射振幅 122
3.5 自旋1非极化粒子与自旋0靶核发生弹性散射的极化理论 127
3.6 同时含有矢量极化和张量极化的自旋1粒子与自旋0靶核发生弹性散射的极化理论 130
3.7 在靶核和剩佘核自旋不为0情况下自旋1粒子核反应极化理论的一般形式 144
3.8 *+A—*+B反应极化理论 157
3.9 *+A—*+B反应极化理论 162
3.10 *+A—*+B反应极化理论 174
3.11 *+*反应极化理论 184
3.12 *+*反应极化理论 204
3.13 含张量势的氘核唯象光学势及相应的径向方程 219
3.13.1 含张量势的氘核唯象光学势 219
3.13.2 含张量势情况下氘核与球形核的径向方程 222
3.14 描述気核与原子核发生反应的折叠模型 225
3.14.1 不包含破裂道的氘核折叠模型 225
3.14.2 包含破裂道的氘核折叠光学势 231
3.15 描述弱束缚态轻复杂粒子入射发生破裂反应的球形核CDCC理论 232
3.15.1 CDCC理论的发展 232
3.15.2 球形核CDCC方程 233
3.15.3 氘核弹性散射角分布 241
3.15.4 氘核破裂后出射核子的双微分截面 246
3.16 描述弱束缚态轻复杂粒子入射发生破裂反应的轴对称转动核CDCC 253
3.16.1 轴对称转动核CDCC方程 253
3.16.2 氘核弹性散射和非弹性散射角分布 261
3.16.3 氘核破裂后出射核子的双微分截面 264
参考文献 266
第4章 自旋3/2粒子的核反应和光子束极化理论 271
4.1 自旋3/2粒子的核反应极化理论 271
4.2 光子束极化理论 290
4.2.1 经典电磁场理论 290
4.2.2 哈密顿正则方程 292
4.2.3 电磁场的量子化 294
4.2.4 光子束的极化 300
参考文献 303
第5章 相对论核反应极化理论 304
5.1 相对论量子力学基础理论 304
5.1.1 Klein-Gordon方程 304
5.1.2 Dirac方程 306
5.1.3 泡利度规和Bjorken-Drell度规 310
5.1.4 Dirac方程平面波解 312
5.1.5 Dirac方程的Lorentz协变性 317
5.1.6γ矩阵乘积的求迹公式 324
5.2 樹论坐标系变换 325
5.3 相对论光学模型、唯象光学势与核子极化量计算 334
5.4 相对论核反应Dirac S矩阵理论 344
5.5 包含弹性散射和集体非弹的Dirac耦合道理论 358
5.6 相对论集体形变RDWBA方法与核子极化量计算 365
5.7 弹性散射相对论冲量似与核子极化量计算 369
5.8 非弹性散射相对论冲量近似与核子极化量计算 382
5.8.1 单粒子态非弹性散射相对论扭曲波冲量近似 382
5.8.2 集体态非弹性散射相对论扭曲波冲量近似 382
5.9 (p,n)反应的相对论冲量近似与核子极化量计算 383
5.10 相对论经典场论与量子强子动力学中的拉格朗日密度 387
5.10.1 相对论经典场论 387
5.10.2 量子强子动力学中的拉格朗日密度 390
5.10.3 相对论平均场方程 396
5.11 零温相对论格林函数理论 398
5.11.1 自旋为0的中性标量玻色子的传播子 398
5.11.2 自旋为1/2的费米子的传播子 402
5.11.3 自旋为1的中性矢量玻色子的传播子