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本书发展了描述自旋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，本书首次提出建立极化核数据库的具体方案和方法，首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

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

2.1 泡利矩阵

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靶核的弹散射振幅 122

3.5 自旋1非极化粒子与自旋0靶核发生弹散射的极化理论 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 4

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 含破裂道的氘核折叠模型 225

3.14.2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 氘核弹散射和非弹散射角分布 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 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含弹散射和集体非弹的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 弹散射相对论冲量似与核子极化量计算 369

5.8 非弹散射相对论冲量近似与核子极化量计算 382

5.8.1 单粒子态非弹散射相对论扭曲波冲量近似 382

5.8.2 集体态非弹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的中矢量玻色子的传播子 411

5.11.4 动量表象中核子与介子相互作用的费曼规则 417

5.12 核子相对论微观光学势实部及相对论核物质质 419

5.12.1 核物质中的自能算符和格林函数 419

5.12.2 核子相对论微观光学势实部 421

5.12.3 相对论核物质质 436

5.13 核子相对论微观光学势虚部 441

5.13.1 交换σ-σ介子过程对光学势虚部的贡献 441

5.13.2 交换ω-ω介子过程对光学势虚部的贡献 449

5.13.3 交换σ-ω介子过程对光学势虚部的贡献 454

5.13.4 交换πps-πps介子过程对光学势虚部的贡献 457

5.13.5 交换πpv-πpv介子过程对光学势虚部的贡献 459

5.13.6 交换ρv-ρv介子过程对光学势虚部的贡献 461

5.13.7 交换ρT-ρT介子过程对光学势虚部的贡献 462

5.13.8 交换ρv-ρT介子过程对光学势虚部的贡献 471

5.14 四级交换图对相对论微观光学势虚部的贡献 475

5.15 相对论Bethe-Salpeter方程 487

5.16 Bonn单玻色子交换势 493

5.17 基于Dirac-Brueckner-Hartree-Fock理论的核子相对论微观光学势 500

5.17.1 相对论Brueckner理论 500

5.17.2 相对论泡利不相容算符 503

5.17.3 对称核物质中的T矩阵元及核物质质的计算公式 509

5.17.4 非对称核物质中的核子自能 512

5.17.5 基于DBHF理论的核子相对论微观光学势 514

5.18 自旋为1粒子的Proca相对论动力学方程及其在氘核与原子核弹散射计算中的应用 515

5.18.1 自由粒子的Proca方程 515

5.18.2 存在相互作用势的Proca方程 515

5.18.3 与S=1自旋算符相关的一些表达式 518

5.18.4 类薛定愕方程形式的Proca方程 521

5.18.5 关于用Proca方程计算氘核与原子核弹散射问题的讨论 523

5.19 自旋为1粒子的Weinberg相对论动力学方程及关于将其用在氘核与原子核弹散射问题的讨论 524

5.19.1 自由粒子的Weinberg方程 524

5.19.2 存在相互作用势的Weinberg方程 525

5.19.3 关于将Weinberg方程用于氖核与原子核弹散射问题的讨论 527

5. 考虑了入射氘核内部结构的相对论核反应理论 527

参考文献 530

第6章 极化粒子输运理论基础 538

6.1 极化粒子输运理论导论 538

6.2 *+A—*+B反应极化粒子输运理论 542

6.2.1 与方位角有关的自旋1\2粒子的极化量 542

6.2.2 自旋1/2粒子的极化核数据库 546

6.2.3 自旋1/2粒子的极化粒子输运理论要点 547

6.3 *+A—*B反应极化粒子输运理论 550

6.3.1 与方位角有关的自旋1粒子的极化量 550

6.3.2 自旋1粒子的极化核数据库 568

6.3.3 自旋1粒子的极化粒子输运理论要点 569

6.4 *+A—*+B和*+A—*+B反应极化粒子输运理论 579

6.4.1 *+A—*+B反应与方位角有关的极化量 579

6.4.2 *+A—*+B反应的极化核数据库 588

6.4.3 *+A—*+B反应与方位角有关的极化量 588

6.4.4 *+A—*+B反应的极化核数据库 596

6.4.5 *+A—*+B和告+*+A—*+B反应极化粒子输运理论要点 596

6.5 极化粒子输运方程 599

6.6 极化粒子输运理论展望 610

6.6.1 完善核反应极化理论 610

6.6.2 建立极化核数据库 612

6.6.3 研究极化粒子输运理论 613

参考文献 614

附录 Clebsch-Gordan系数、拉卡系数和9j符号616

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书籍介绍

本书发展了描述自旋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，本书首次提出建立极化核数据库的具体方案和方法，首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。