核超導性和對關聯
正文
原子核核心子-結構模型圖 原子核的對關聯概念最早是從發現原子核的奇偶質量差中得到啟示的。但是由對關聯現象發展為原子核的超導模型則是20世紀50年代後期的事。一方面是由於除了原子核的質量奇偶差之外，還發現了其他奇偶差，其中最重要的是分析大量能譜資料之後發現了能譜結構的奇偶差。另一方面由於固體中的超導微觀理論 (BCS)的突破，理論和庫珀對概念的提出，使A.玻爾、B.R.莫特森及D.派尼斯於1958年指出了原子核內現象同金屬中超導現象的相似性，提出了原子核的超導性。
作為核結構理論，在核殼層模型（單粒子模型）和集體模型（見綜合模型）取得極大成功之後，核超導性（對關聯）概念的提出是一個重要的發展，使解釋實驗和預言現象的能力大大提高了一步。對關聯的存在說明核子間的剩餘相互作用（除了單粒子勢之外的核子間相互作用）中，具有導致對關聯的短程力。對關聯本身屬於集體運動形態。
對關聯的表現 對關在線上制在實驗中有種種表現，例如某些兩核子轉移反應〔(t,p)、(p,t)等〕截面特別大。在不計及對關聯的情況下，對於重變形核，按照獨立粒子模型計算所得出的轉動慣量接近於剛體值，比實驗觀測到的值大2～3倍。考慮對關在線上制後，計算得到的轉動慣量將大為減小，接近於觀測值。
對關聯在實驗中最突出的表現是原子核一系列奇偶差的性質。奇偶差同泡利不相容原理導致的阻塞效應密切相關。除了質量（結合能）的奇偶差之外，還有其他的一些重要的奇偶差。
① 能譜形狀的奇偶差。奇偶核及奇奇核的低內部激發譜密度比相鄰偶偶核大，並且沒有能隙。
② 轉動慣量的奇偶差。偶偶核的轉動慣量系統地小於奇偶核。
③ 核子轉移反應截面的奇偶差。實驗表明，相鄰偶偶核基帶之間的兩核子轉移反應有很大加強，而單核子轉移反應則無此現象。重核的α衰變(放出兩對核子)也有類似的加強現象。
其他奇偶差異的現象還很多，例如同位素在自然界中的相對豐度，偶偶核一般明顯大於奇偶核。又例如庫侖位移的奇偶差在較輕核中表現很明顯，大變形核的高自旋態中的回彎現象也有系統的奇偶差異。這些實驗證據都說明原子核中核子對關聯的重要性。
處理核超導的理論方法 通常是引用處理金屬中超導性的方法,即BCS方法。這個方法的實質是通過一個正則變換把單粒子的運動形態改變為準粒子態，將核子之間的短程配對力的作用包括進來。由此得到的原子核基態是核子兩兩成對的狀態。拆散一對核子的狀態可以用激發一個準粒子來描述。由於原子核的粒子數不多，由這個方法中固有的粒子數不守恆的特點所造成的誤差有時是不小的。改進的方法是從 BCS波函式中投影出固定粒子數的部分，或直接用新發展的粒子數守恆方法來處理。
對振動 同對關聯的存在密切相關的一個新的運動模式，它主要根據雙滿殼核附近偶偶核的基態及低激發0+ 和2+ 態能級及二核轉移反應的強度比而提出的,通常的原子核振動量子不攜帶核子數，而對振動則攜帶核子數為 2的量子數。這種模式的存在來源於核記憶體在某種導致對關聯的相互作用。由實驗數據可以看出對振動的非簡諧性是較大的。例如在滿殼附近，二粒子轉移反應截面隨滿殼外核子數增加而增加，但與平常簡諧振動中躍遷幾率同聲子數成正比的規律有較大偏離。雖然目前處理對振動的方法尚有不完善之處，但這種運動模式的存在則是無凝的。
參考書目
A.Bohr,et al.,Phys.Rev.,Vol.110.p.936,1958.
