Frontier Questions and Emerging Directions in Nuclear Science and Technology
East China Normal University(华东师范大学);Institute of Modern Physics, Fudan University(复旦大学现代物理研究所);Shanghai Research Center for Theoretical Nuclear Physics, NSFC and Fudan University(NSFC与复旦大学上海理论核物理研究中心)
本综述梳理核科学与技术的十大前沿问题,涵盖基础前沿、支撑方法论及转化战略方向,构建连接科学问题与基础设施、应用及战略的整合研究框架。
2026-08-28 nucl-ex nucl-th
Nuclear physics at the energy frontier: recent heavy ion results from the perspective of the Electron Ion Collider
夸克和胶子是核子的基本组成部分。宇宙中所有可见物质的质量的$99\%$是由它们的相互作用而不是它们的质量决定的。测量物质的基本性质对我们理解核子结构产生了很大的影响,它给了我们几十年的研究和技术创新。尽管有大量的发现,但许多基本问题仍然悬而未决,需要新一代更精确的测量。未来的电子离子对撞机(EIC)将是一台致力于强子结构研究的机器。它将研究质子和中子在一个很大程度上未经探索的制度,胶子预计占主导地位,并最终饱和的内容。虽然EIC将是量化这种机制的首选机器,但最近来自重离子社区的令人惊讶的结果开始表现出与胶子主导的机制所预期的相似的特征。许多重离子的结果,将在本文件中讨论的强子-强子和强子-核碰撞的运动学限制。用质子-质子(pp)和质子-核(pA)碰撞作为参考来量化和解开真空和冷核物质(CNM)效应与夸克-胶子等离子体(QGP)的关系,其可靠性可能受到质疑。将介绍一系列突出EIC需求的相关pp和pA结果
2019-04-05 nucl-ex
Nuclear Physics under the low-energy, high intensity frontier
本文提出利用高功率激光系统产生高能光子,并结合第二束低能激光实现多光子吸收,以操控核跃迁(如同核异能素泵浦和耗竭),探索低能高强度前沿下的核物理新领域。
2025-03-19 nucl-ex nucl-th
Generic multi-particle transverse momentum correlations as a new tool for studying nuclear structure at the energy frontier
本文提出通用递归算法以高效计算真正多粒子横动量关联,首次实现对高阶 [pt] 涨落的准确研究,并通过蒙特卡罗模型证明其可用于在 RHIC 和 LHC 高能核碰撞中探测核形变与三轴结构,补充低能核结构研究。
2023-12-01 nucl-ex nucl-th
Direct mapping of nuclear shell effects in the heaviest elements
量子力学壳层效应有望大大增强超重元素“稳定岛”上的核结合。预言的中心在质子数$Z=114,120$,或$126$和中子数$N=184$已经被最近合成的新元素证实,直到$Z=118$。然而,中心的位置和稳定岛的延伸仍然模糊。高精度质谱法允许直接测量核结合能,从而确定壳效应的强度。在这里,我们提出了这样的测量铌和镧同位素,这也钉在$N=152$的变形壳间隙。
2014-06-25 nucl-ex
A Plan for Electron Ion Collider in China
强子结构和强相互作用的研究是核物理和粒子物理共同的前沿研究领域之一。本文将讨论中国极化电子-离子对撞机(EicC)的计划及其物理目标。
2018-09-03 nucl-ex
Nuclear Parton Distributions at the future Electron-Ion Collider
2015年核物理长期计划批准了在FRIB完成后实现电子-离子对撞机(EIC)作为下一个大型建设项目。由于它的高亮度($> 10^{33} cm^{-2}s^{-1}$),在质能中心(45 GeV至145 GeV)的广泛的运动学范围和高轻子和质子束极化,EIC提供了一个前所未有的机会,达到新的前沿,在我们的理解自旋和动力学结构的核。尽管HERA对撞机在研究单个核子结构方面取得了成功,但在中到小Bjorken的$x$中,核的部分子结构仍然是难以捉摸的。我们提出的EIC在提取的原子核结构-功能从测量的约化截面在深非弹性散射,包括测量重夸克生产事件的情况下,评估的影响。本文还讨论了EIC数据对核部分子分布函数提取的潜在限制。
2017-08-31 nucl-ex
Frontiers in Nuclear Astrophysics
在不同的宇宙场景的核合成进行审查,与所涉及的基本概念的摘要,然后讨论在每种情况下的现状。我们回顾了早期宇宙的物理学,质子中子比的影响,在观测到的氦丰度,反应网络,形成元素铍,非均匀大爆炸模型,和大爆炸核合成宇宙学模型的约束。注意的是在恒星中的元素生产,连同pp链的细节,pp反应,$^3$他的形成和破坏,电子捕获的$^7$ Be,$^8$ B形成的重要性和它与太阳中微子的关系,以及中微子振荡。大质量恒星的核合成也进行了综述,重点是CNO循环和它的热伴星循环,rp过程,三重$α$捕获,红巨星和AGB星。碳、氖、氧和硅的恒星燃烧在单独的一节中提出,以及缓慢和快速的核子捕获过程,以及由于电子引起的介质修改对密核反应的重要性。讨论了超新星、X射线爆发和坍缩超新星等激变事件中的核合成、中微子的作用、超新星的放射性和光变曲线以及中子星的结构和状态方程。最后对宇宙射线的元素组成作了简要的评述。
2016-05-04 astro-ph.CO astro-ph.SR nucl-ex
Prospects for precision measurements in nuclear beta decay at the LHC era
核β衰变的精确测量为寻找标准电弱模型之外的新物理提供了一个敏感的窗口,也允许确定涉及最轻夸克的过程中的基本弱矢量耦合。对新物理学的探索也是在最强大的粒子对撞机上进行高能前沿实验的强烈动机。这是有益的,面对低能量和高能量前沿的结果,以寻找可能的互补性和低能量实验的新途径。在这里,我们审查的限制,从核和中子衰变获得新的物理学的状态,并比较它们从其他半轻子过程和LHC。我们强调β衰变的新的精确实验的要求,以影响在当前和预计的LHC结果的光寻找新的物理。我们描述了最近的实验结果和正在进行的发展,在核和中子β衰变,重点是他们的计划目标,以改善目前的限制外来弱耦合。
2013-04-05 hep-ex hep-ph nucl-ex
A Muon-Ion Collider at BNL: the future QCD frontier and path to a new energy frontier of $μ^+μ^-$ colliders
我们建议在美国布鲁克海文国家实验室(BNL)开发和建造一种新型的μ子-离子对撞机(MuIC),作为计划于21世纪30年代初开始的电子-离子对撞机(EIC)的升级,由核物理和粒子物理界的共同努力。利用现有的磁体技术,BNL装置可以容纳能量高达约1~TeV的μ子存储束流。当与275 GeV的强子束碰撞时,MuIC的质心能量约为1 TeV,这将使$Q^2$和$x$在EIC(有极化束)上的深部非弹性散射物理的运动学覆盖范围扩大一个数量级以上,为解决核物理和粒子物理中的许多基础科学问题开辟了一个新的QCD前沿。这一覆盖范围与欧洲核子研究中心拟议的大型强子-电子对撞机(LHeC)相当,但具有互补的轻子和强子运动学和光束偏振。此外,在BNL的MuIC的发展将集中在μ子对撞机技术的全球R\&D努力,并作为未来的μ子-反μ子对撞机在{ $\mathcal O$ }(10)~TeV的能量,这是一个有吸引力的选择,以达到粒子物理学的下一个高能量前沿在一个负担得起的成本和更小的足迹比未来的圆形强子对撞机的演示。我们在这里讨论可能的设计参数的MuIC,运动学的覆盖范围,科学的情况下,探测器的设计考虑,包括DIS运动学变量的分辨率估计。一个可能的路线图走向未来的μ IC和μ子-反μ子对撞机也提出。
2021-08-23 hep-ex hep-ph nucl-ex
Unlocking New Frontiers: The Versatile Potential of the Brazilian Multipurpose Reactor
Reator Multipropósito Brasileiro, RMB/CNEN(巴西多用途反应堆,巴西国家核能委员会);Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN/CNEN(能源与核研究研究所,巴西国家核能委员会)
本文通过Monte Carlo模拟评估巴西30 MW多用途反应堆RMB在Gd-157强吸收扰动下的中子通量,验证Mo-99生产稳定性并探讨Tb同位素医用潜力。
2025-10-21 nucl-ex physics.ins-det
Nuclear Chiral EFT in the Precision Era
手征有效场论已成为研究核力和低能核动力学的首选方法。我回顾了这种方法的现状和前景,并讨论了正在进行的努力,以推进精确前沿的从头计算描述的少核子系统。着重讨论了手征展开式中五阶两核子力的精确确定、手征对称性的作用、手征展开式的收敛模式以及理论不确定性的量化。所讨论的主题是必不可少的正在进行的研究,以阐明结构的三核子力,这将是简要讨论。
2015-10-25 hep-ph nucl-ex nucl-th
Mapping Nuclear Deformation with Differential Radial Flow in Heavy-Ion Collisions
Central China Normal University(华中师范大学);Universität Bielefeld(比勒费尔德大学);McGill University(麦吉尔大学)
研究通过微分径向流分析核变形,发现四极变形增强径向流,而十六极变形增强其纵向去相关性。
2026-02-04 hep-ph nucl-ex nucl-th
Electron Ion Collider: The Next QCD Frontier - Understanding the glue that binds us all
本白皮书介绍了电子-离子对撞机(EIC)的科学案例,重点关注胶子主导物质的结构和相互作用,旨在将其表达给更广泛的核科学界。它是由布鲁克海文国家实验室(BNL)和托马斯杰斐逊国家加速器设施(JLab)的管理层委托的,目的是总结EIC的科学机会和目标,作为2007年NSAC长期计划的后续行动。这份文件是在一系列EIC物理研讨会,特别是2010年秋季在核理论研究所举行的为期十周的“高能胶子和夸克海”项目之后,整个社区在核科学方面的努力的高潮。它简要介绍了一些黄金物理测量以及实现这些测量所需的加速器和探测器概念,并受益于BNL和JLab用户社区的投入。这份白皮书提供了推动美国QCD科学计划的承诺,建立与CEBAF加速器在JLab和RHIC对撞机在BNL,到下一个QCD前沿。
2014-11-30 hep-ex hep-ph nucl-ex
Precision QCD, Hadronic Structure & Forward QCD, Heavy Ions: Report of Energy Frontier Topical Groups 5, 6, 7 submitted to Snowmass 2021
本报告是代表斯诺马斯2021年社区规划工作的三个能源前沿专题小组编写的。综述了强相互作用在高能实验和QCD理论中的研究现状和意义。我们强调这些研究在未来十年的丰富景观和广泛影响。强子相互作用在高亮度大型强子对撞机(LHC)物理计划中发挥着核心作用,并且(HL-)LHC与美国电子-离子对撞机,欧洲核子研究中心(CERN)前向物理实验,高强度设施和未来TeV范围的轻子和强子对撞机计划或拟议的实验之间存在强烈的协同作用。的强耦合和各种非微扰分布和碎裂功能的精确测定的前景进行检查。我们还回顾了在高能和高密度的核子,离子和光子的初始状态的散射过程中,QCD的新的动力学制度的潜在的设想测试。综述了高能重离子计划在原子核结构和核介质研究中的重要作用及其与核子QCD的联系。我们讨论了多圈QCD计算,格点量子色动力学,喷流子结构和事件发生器正在进行和未来的理论进展。强调实验测量、理论预测、大规模数据分析和高性能计算之间的交叉连接。
2022-11-19 hep-ex hep-lat hep-ph