原子核集体模式

本书为《原子核集体模式》中译本，J. P. Davidson著，许云基译，国立编译馆出版、台湾开明书店印行，国家科学委员会补助。封面题“世界名著”“原子核集體模式”，并注明“本書已承美國新聞處代爲取得中文譯權謹此致謝”。据原序，关于原子核构造的理论可概略分为两部份：一方面为壳层模型（shell model），选出原子核中一个或数个核粒子，并尝试以特定的位函数以及残剩交互作用进行详细计算，以解释或预示个别原子核的性质；另一方面为整体运动模型（collective model），赋予一量子化液滴以某些性质，并加上某些边界条件，以解释某些大略性质——这些性质即使不与全部核粒子有关，也与大多数在一个系统中相互作用的核粒子有密切关系。为解释其他某些性质，尤其是与一或二个核粒子有关且重叠于较呈整体运动性背景之上的性质，则须将此二种极端性理论揉和成统一化模型（unified model）。原序说明，作者在《近代物理评论》上作最后两个题目的纲要时，发现虽有许多讨论壳层模型的论文，但关于整体运动模型则没有相似论文刊出；整体运动模型在整理世界各地实验室实验资料中曾担任相当重要角色，且已成为各种有关原子核多体问题探讨所赖以进行及发展的基础。作者在本书中采用现象论观点，蒐集并详细叙述各种整体运动模型，融合各种概念以及计算结果，聚合成内部相互关联的讨论，以说明各种须以整体性运动模式方能解释的原子核构造特性；因此省略关于质涩、反应的讨论，例如剥除反应及多核粒子转移反应，其中关于质点的观点较关于整体运动性者更重要；相似推论也使原子核光反应加入，其中整体运动性效应占有较重要地位。原序指出，本书叙述顺序由旧至新、由偶原子核至奇原子核、由静态至动态；简短的第一章基本上为历史叙述，仅作可跳过的绪论；第一章简介之后是一章有关液滴物理现象的讨论，其中建立的概念即为各振动性模型以及各种将振动性自由度加入转动性模型中的方法的基础；此后三章讨论偶—偶、奇—A数及奇—奇原子核，且每一章均建立于前一章之上；在此各章模型理论讨论中，作者尝试先表现由系统所具有不规则形状即可推出、且几乎与所使用各特定模型细节无关的特性；之后依次讨论各种跃迁：伽玛跃迁、阿尔法及贝他跃迁、原子核光效应，以及最后有关μ—介子化原子的讨论。目录显示全书包括原序、第一章绪论、第二章有关液滴的物理、第三章偶—偶原子核之模型、第四章关于奇—A数原子核的模型、第五章奇—奇原子核之模型、第六章各模型之电磁性质、第七章阿尔法及贝他衰变、第八章原子核之光效应、第九章Mu—介子化原子及整体运动性构造，以及附录A关于角动量的一些定理、附录B整体运动性参数、附录C模型状态函数、附录D畸变原子核中单独粒子解。正文第一章绪论可见1932年查德威克发现中子、1934年艾沙索发现魔数并首先创用壳层模型观念，1930年蒂博指出若将铋212 α衰变之蜕变核铊208原子核考虑为旋转体系统，则罗森布伦对该衰变微细构造的测定结果可得到解释；尼尔斯·波尔及卡克卡讨论重原子核能阶分布，将能阶密度视为质量数A的函数，其性质与量子化液滴表面振动相似；贝特曾计算非涡性流体球状液滴表面波动及可压缩流体内纵波；核分裂研究利用液滴模型，芬堡、佛兰可、波尔及惠勒、冯威兹沙克研究均匀分布电荷畸形液滴形状稳定性及总能量随畸变度变化；提到铕151、铕158、镥175具有大电四重极矩，卡西麦分析光谱线偏离间隔规则证明其电四重极矩各约1.5、3.2、5.5巴恩；液滴模型中库伦排斥力体积能量超过表面能量时产生不稳定，罗莱爵士研究荷电液滴稳定性，尼尔斯·波尔修正；芬堡讨论圆球变形椭圆体，计算表面能量和库仑能量，得稳定性条件E_c^0/E_s^0<2，最稳定形状为圆球体，偶—偶原子核低能阶形态必为圆球形；1954年确认具有数能阶的原子核，其阶距令人联想畸形旋转体；战后测量磁二重极矩和电四重极矩，稀土元素区域四重极矩大得不能以壳层模型解释；连华特指出不规则形状振动体位阱中质点能量可能较圆球位阱低，能量改变与离心率一次方成正比，统一壳层模型与液滴模型；采用芬堡及汉·麦克方法推广椭圆体畸变；计算畸形位阱中质点能量变化，得ΔE_p公式；奇—A数原子核总能量为液滴及液滴外质点能量和，将二离心率作变分参数得畸形对称体能量极小值e1=e2=-B/A；旋转流体古典理论显示圆球变形为球体后扭曲经麦克劳林球体，某些情形与雅可布椭圆体系列重叠，稳定状况线通过此系列最后成梨形；量子力学相似系统结果相似；旋转原子核系统不可能成球状体；需哈特力—霍克多粒子计算；早期应用包括磁二重极矩测量值与单粒子壳层模型预示值误差计算，利用振动模型将角动量2表面振动量子与核心角动量耦合；最近十至十五年间畸形体模型发展迅速，在距封闭壳层相当远区域最有用，核粒子在畸形位阱中运动，j值混合，能考虑较多粒子交互作用。第二章“有关液滴的物理”说明整体运动模型实际上是液滴模型及壳层模型的联合，先导出液滴古典理论，然后用通常方法量子化；对畸变度不大系统，将液滴表面以球谐函数展开，坐标系可取固定实验室坐标或附体坐标，二者关系为尤拉角转换；采用罗斯惯例和康登—萧特莱相位；给出液滴表面公式、不可压缩性条件求α0至第三级微量、αλμ与aλv关系、实数条件；第λ级微量核表面有2λ+1个独立参数，其中三个指明系统在空间方向，其他2λ-2与形状有关；假设非涡性流动，速度由位函数导出，位函数为拉普拉斯方程解；给出速度位函数χ、动能T公式，αλμ像微小振动理论中的广义化坐标。本书是原子核集体模式理论的重要专著中译本，系统讨论液滴模型、壳层模型、统一模型、偶偶/奇A/奇奇核模型、电磁性质、α/β衰变、光效应及μ介子化原子等，对研究核物理、核模型理论及台湾科学译著出版具有参考价值。本次仅见前20页，后续内容待补。