[拼音]：gaoneng dianzi tong he de zuoyong

[外文]：high energy electron-nucleus interactions

能量超过π介子产生阈（约 140MeV）的电子同核的作用。高能电子同原子核的作用是通过光子场来传递的，有时也把高能电子和光子总称为电磁探针。利用电磁探针研究原子核有一些重要的优点：

（1）人们对电磁力知道得最清楚，不需要借助于模型；

（2）电磁力比起核子间的强相互作用（即核力）小得多；用电磁探针探测原子核不会使这个原子核发生大的畸变，用一级微扰方法可以得到相当好的结果；

（3）电磁探针对核内局部电荷和电流密度的反应比较灵敏。因此，常能给出关于核结构的明确知识。

可以用来决定原子核的电荷密度分布。当高能电子接近原子核时，由于原子核正电荷的吸引，其路径要偏转。可以算出各种偏转角的几率同原子核的电荷分布的关系，用测量电 性散射的微分截面随动量转移的变化，可确定核基态的电荷分布。目前实验已做得相当精确（从实验数据定出核电荷分布的精度已达到1％）。

同位素核具有相同的质子数，它们的电荷分布是否相同呢？现代电子散射技术测量同位素的核电荷密度差的精度有可能达到10-4fm-3。这样就可以研究在原子核内加进二个中子后的电荷分布的变化，并分析其原因。

对质量数A不大于4的轻核，用它的电 性散射数据可以确定它的形状因子，而轻核的形状因子还可以直接从核力理论计算得到，因此A≤4核的电 性散射数据是研究核力的基本数据。

180°弹性散射实验数据，是由核内核子的磁矩散射所贡献的，因此也称为弹性磁散射，它可以用来研究价核子（见核壳层模型）的一些运动性质。

在这个过程中，电子交给核足够的能量，使核处于一定的激发态。不仅弹性散射，电子非弹性散射也可以用来研究核的性质。

（1）核分立态的研究。利用电子非弹性散射可以确定原子核的跃迁电荷密度的分布。由于实验测量的非弹性散射数据可以比较精确，电子动量转移q范围也比较大，因此即使在核中心附近，所确定的跃迁电荷密度的误差也不大。

电子非弹性散射还可以用来确定变形核的电荷密度分布。目前高分辨的电子谱仪有可能分辨不同转动态(如0+、2+、4+、6+等，见高自旋态)的弹性和非弹性散射的电子。根据这些实验数据可以获得这些态的电荷密度分布ρo(r)、ρ2(r)、ρ4(r)、ρ6(r)等。 变形核的本征电荷密度分布也可以从这些测量值算得。

电子非弹性散射除了研究核的集体激发外，还能研究少数核子的激发，如高自旋态的磁激发。268Pb的6.74MeV激发态=14-(I和π分别是自旋量子数和宇称)，它被解释为处在i13/2轨道的一个中子被激发到j15/2轨道，而形成态。

（2）核巨共振态的研究。电子非弹性散射能激发原子核的巨共振态（见巨多极共振）。最早观察到巨共振态是在光核反应中。由于实光子动量比起核子费密运动的动量小很多，因此光核反应中观察到的主要是电偶极(E1)共振。利用电子散射研究巨共振比光核反应的优点是虚光子的动量（等于电子的动量转移q）可以很大，因此有可能得出整个巨共振的形状因子，而且会找到除E1外的其他不同的激发形式（如M1、E2、M2、E3等，见γ跃迁）的贡献。

在准弹性区有两类实验。

（1）单举实验。它只测量被散射电子的能谱或微分截面。这些数据大致上被认为可以用费密气体模型来解释。电子散射的微分截面一般是动量转移q和能量转移ω两个变量的函数。在准弹性区有一个标定无关性定律。即在相当大的q范围内。微分截面能简化为(Zσep+Nσen)乘上一个变量y 的普适函数，其中y 是核子动量在q方向的分量，σep(或σen)分别为电子同质子(或中子)散射的微分截面。一些微分截面的实验数据大致符合这定律。

（2）遍举实验〔如(e，e┡p)敲出反应等〕。电子在散射过程中还把一个质子从核内打出来，实验除了测量被散射的电子外，还同时测量被打出的质子。通过这类实验可以得到核子的内壳分离能和动量分布函数。相似的，通过实光子的(γ，p)敲出反应也能得到质子的动量分布函数。

利用高能电子和光子可能在核内激发产生 Δ(1232)共振态。关于Δ 粒子怎样在原子核中的产生和传播是很有兴趣的问题，这类实验才开始不久。

从电子－质子深度非弹性散射实验中，得到质子结构函数的标?任薰匦灾省８吣艿缱雍碗说纳疃确堑陨⑸洌谒亩孔频亩畏?时，结构函数也具有标度无关的性质。相似的对3He、4He核及更重的核的测量表明，这些核的结构函数，在q增大时，也趋于标度无关性，但渐近位置的q值要大一些。这种结构函数的标度无关性质，反映了核子的夸克组分，并可决定核子内夸克动量分布。

1983年欧洲μ子实验组首先观察到复杂核(如Fe等)与氘核的深度非弹性散射结构函数有重要差别，这种差别反映了束缚在核内核子的夸克动量分布与自由核子的分布有很大不同。这现象被称为EMC效应。

束缚在原子核内核子的夸克动量分布受到扭曲的理论解释有很多，包括核内存在着多夸克的口袋，束缚核fs子的禁闭半径增大，在原子核内Δ共振以及π介子的丰度增大等（见深度非弹性散射）。

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