原子核的结构是不是还没有完全搞清楚?
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看英文维基写了一句,原则上,原子核内的物理学可以完全源自量子色动力学(QCD)。然而在实践中,当前用于求解低能系统(例如原子核)中 QCD 的计算和数学方法极其有限。
也就是说,比较重的原子核中,质子和中子具体是怎么分布的,其实还没有完全搞清楚? -
https://en.wikipedia.org/wiki/Ab_initio_methods_(nuclear_physics)
原来确实有这种尝试,不知道有没有模拟动画展示一下 -
的确没能搞清楚。现在已知的原子核就有几百种(一百多种核素和它们的同位素),对于重原子核,它是一个在低能情形下的量子多体体系,即使是经典力学,也无法解析求解三体问题,更遑论复杂的量子多体问题。里面的核子怎么分布只能通过各种数值计算方法得到近似解,有bottom up的方法例如ab initio,也有top down的方法,也就是更加从实验结果出发的唯象理论,还有在之间的各种奇怪复杂的有效场论。总之原理越跟QCD(底层理论)靠得近的,计算难度就越大;越从实验结果出发的,其理论往往唯象,不具有普适性,无法与底层理论结合。
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理论核物理这一块难度非常大,做的人也相对少,目前其实连对α衰变的理论解释都未能让人完全满意。可以说是大有可为,但是难有可为的一个领域。
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@wumingshi https://www.bilibili.com/video/BV1Y64y177J2
好家伙,这算是直接回答我的问题了,这还能做实验推测出这么小尺度的结构,可还行 -
@wumingshi 日本理化研究所的核物理实验是顶级的,北大有很多老师都有在那边求学或者工作的经历。这个实验的意义在于提供了(某种)原子核基态存在分子型结构的最清晰证据,原子核的激发态存在分子型结构其实之前已经被证实了。我不是很懂核物理实验,我猜测基态的实验这么难做一是因为能量太低,核子束缚太强,二是因为难以控制它在散射实验中不跑到激发态去。还得是从实验出发最省算力啊……