我国eic计划和核子及其激发态研究

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1、我国EIC计划和核子及其激发态研究　　核子及其激发态性质研究一直是中高能核物理研究的一个重要领域，以下是一篇关于我国EIC计划探究的论文范文，供大家阅读参考。　　1、引言　　原子核是一个强相互作用的多核子系统，是物质结构的一个重要层次。原子核物理学是一门不断发展的学科，传统核物理的研究内容主要是基于核子自由度研究原子核的结构、性质及其相互作用。随着人们对微观世界认识的深入，比如夸克和胶子的发现、强相互作用理论量子色动力学(QCD)的建立，使得当前的核物理研究领域大大扩展。既然原子核是一个多核子系统，它的整体性质和运动形态应该由它内部的

2、核子的性质以及核子之间的相互作用(核力)来决定，这就需要从实验和理论两个方面深入研究核子的结构和性质。因此，研究最小的核物质系统(核子及其激发态、多夸克态与双重子态等)的内部夸克–胶子结构已经成为新的核物理研究前沿。　　在QCD理论框架下，核子的经典图像是由三个夸克(质子：uud，中子：udd)组成。但是，QCD理论具有色禁闭(又称夸克禁闭)性质，实验上无法直接观测到核子内部的夸克和胶子。从这种意义上说，核子是能从物质中分离出来的、是已观测到具有内部结构的最小物质单元之一。而且，核子是可见物质世界的基础，占可见物质的99%

3、以上，是组成物质世界的原材料。再者，可见物质世界的质量主要来源于核子及其相互作用。因此，研究核子内部结构和核子之间相互作用能够加深我们对微观物质世界的理解和认识。　　核子是体现QCD理论三种颜色合成无色态及其非阿贝尔特性的最简单费米子系统，但目前QCD理论仍不能定量地描述核子内部的夸克–胶子结构，甚至连核子内部的有效自由度到底是什么都还不清楚。而且，越来越多的实验迹象表明，核子内部有明显的多夸克成份，胶子成份也对核子自旋极化等问题有一定贡献。此外，如何在夸克层次上描述核力、是否存在多夸克态和双重子态以及核内核子的夸克&nd

4、ash;胶子结构与自由核子有何不同等，都是当今受到普遍关注的核物理基本问题，对这些问题的研究能够提升我们对强相互作用的理解和认识。同时，这些研究对于天体物理、粒子物理标准模型在核物理中的检验、核技术应用等也具有重要意义。　　目前，除核子之外，在实验上虽然已经发现了一定数量的重子及其激发态，但是对它们性质的了解还很贫乏，进一步从理论和实验上精确研究这些重子的内部结构特别是谱学性质很有必要。在近代科学发展史上，谱学研究是人们探索微观物质世界非常有效的工具。例如通过对原子能谱的研究，得到了波尔量子理论;通过对原子核谱的研究，成功提出了壳模型

5、和集体运动模型。由此，我们期待通过对核子及其激发态谱学的研究，加深对微观世界的了解。　　随着国家经济实力的增强和国家科学技术发展的需要，我国逐步建造了一批大科学装置。北京正负电子对撞机BEPCII升级成功，兰州重离子加速器冷却储存环装置(CSR)建成投入使用，均已取得重要物理成果。目前，在CSR上新建一个CSR外靶实验装置(CSRExternal-targetExperiment，CEE)的项目(即低温高密度核物质探测谱仪)也在申请之中。CEE有别于其它国际上同一能区的重离子碰撞实验装置，它将强调包括前角区在内的产物及其关联的测量，利

6、用CSR的重离子束流研究极高重子数密度下核物质的相结构，这将是一个在这一能区下世界上唯一的核物质测量谱仪。另外，为了使我国核物理基础研究在激烈的国际竞争中占有一席之地并为人类探索物质结构做出重大贡献，同时满足经济社会发展对重离子束流的重大需求，中国科学院近代物理研究所提出建造一台强流重离子加速器装置(HighIntensityheavyionAcceleratorFacility，HIAF)，HIAF已经列入十二五国家重要战略装置计划。HIAF建成后，将是世界上最先进的重离子科学综合研究装置之一，具有潜在的开展电子-质子(重离子)对撞

7、实验能力。这些装置是人类探索微观物质世界的深层结构的有效途径，是核物理和粒子物理交叉研究领域的前沿，为研究核子结构和QCD理论的低能特性提供了理想实验平台。　　2、核子及其激发态研究现状　　自从发现(1232)重子以来，大量的核子共振态在πN散射过程中观测到。质量在1.7GeV附近及以下的核子激发态的性质都已经被确定，然而高质量区域的核子激发态性质无论实验上还是理论上研究都不是很多。除πN散射实验装置之外，国际上还有比较多的γN或者eN散射实验装置来研究核子激发态。　　这些装置主要包括美国杰佛逊国家实验室(JL

8、ab)的CLAS/CEBAF、德国的MAMI和ELSA、法国的ESRF和日本的LEPS/Spring-8等等。　　由于量子电动力学(QED)已经被透彻地理解，因此，与πN散射等强子探针实验相比，电磁探针特别是光子探