核物质的异常态

物理学术语

核物质的异常态是指原子核内的物质称核物质（与研究原子核性质的核物质模型不同）。除了以上介绍的几种核物质异常形态外，理论上还预言了其他的核物质异常态。例如李政道提出在超密度的情况下将出现不平常核态等，实验上还没有发现这种态。

简介

原子核内的物质称核物质（与研究原子核性质的核物质模型不同）。1932年J.查德威克发现中子以后，物理学家一直认为核物质由中子和质子组成。近年来，随着高能物理实验的进展，他们发现在核物质中不仅有中子和质子,还会有Λ和∑ 超子（见超核）以及可能存在真实的π介子和核子共振态（见共振态）等等。这些都属于核物质的异常形态。

异常形态

π凝聚　核物质的一种可能存在的状态。由于核子之间靠介子传递相互作用,而在这些介子中，π介子的质量最小,寿命最长，因此,人们自然会想到在核物质中可能存在着π介子自由度。通过对π介子在原子核上散射实验的分析，发现π介子和核子之间有吸引作用,这种作用的影响随原子核密度和π介子动量的增大而增加。也就是说，当核物质密度达到某临界值时,只要π介子的动量足够大，它与核子之间的相互作用能量就可以抵消掉它的静止能量(约为140MeV，即π介子的产生阈),从而在核物质中几乎不需要任何激发能就可以产生π介子。这样，在核物质中π介子便会大量涌现出来,直到它们之间的相互作用阻碍新的π介子出现为止。由于π介子是玻色子,这些新产生的π介子都停留在最低能级上，形成相干态，这种现象称为π凝聚。最有可能出现π凝聚的地方是中子星，因为在那里核物质密度远大于正常核物质密度。天文学中，在讨论稳定中子星的最大质量、超导性和冷却过程时，都要考虑π凝聚。因此可以说中子星是研究π凝聚的“巨型实验室”。

原子核内的核子共振态　实验发现,核子-核子相互作用在距离为0.5～1.0fm时强度可高达100MeV量级。而核子共振态的质量，例如 Δ（1236），也正好比核子大100MeV量级。因此，当原子核中的核子彼此接近到这样小的距离时，便有可能相互激发而转变成为核子共振态。从1969年开始，物理学家对原子核内是否存在核子共振态进行了研究，主要是对氘、氚、氦等轻核进行了理论计算。以氘核为例，得到的结果是：在氘核基态中混有0.3%～1.0%包含核子共振态Δ（1236）的(ΔΔ)组态和0.5%左右的包含核子共振态N*(1688)的(N*N)组态。虽然混入的核子共振态组态的比率较小，但由于核子共振态（Δ和N*）的寿命相当短，它同核子只能在较短的距离内发生相互作用，因而核子共振态组态的混入对于波函数的高动量成分影响较大。在一些过程中，当动量转移比较大时，核子共振态组态的影响就会表现出。例如，在氘核光分裂d(γ,p)n实验中，光子能量大于 60MeV时，氘核波函数的核子共振态组态对反应总截面的计算提供了比较明显的修正。已开始进行直接检验原子核内是否存在核子共振态组态成分的实验，但由于难以完全消除本底，所以结果的准确性还比较差。

除了以上介绍的几种核物质异常形态外，理论上还预言了其他的核物质异常态。例如李政道提出在超密度的情况下将出现不平常核态等，实验上还没有发现这种态。

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