● 摘要
在复杂核系统中，三体力不仅在原子核物理方面，而且在与高密度物质相关联的，比如中子星和超新星爆发等现象的核天体物理方面都扮演重要的角色。众所周知，核物质的经验饱和点仅仅通过两体核子-核子相互作用并不能够被重现，为了得到合理的饱和曲线，则需要考虑三体力的贡献。三体力包括三体吸引和三体排斥两部分。三体吸引在低核密度区域内起主要作用，而三体排斥在高核密度物质中起主要作用。核核碰撞中弹核和靶核的重叠部分核密度高于正常的核密度。在核反应中，弹性散射是研究核子-核子相互作用的重要工具。近年来，理论合作者发展了一种新的复数G矩阵相互作用，在考虑了三体力相互作用的贡献之后，通过双折叠模型（DFM）方法，对入射粒子和靶核的密度分布进行积分得到了入射粒子和靶核之间的光学势。进而计算了当入射的束流能量为100A-400A MeV的12C + 12C系统的弹性散射微分截面角分布，预言了三体相互作用在高密度物质中扮演着重要角色。然而，在此能量范围内弹性散射角分布的实验数据缺乏甚至是不存在的。为了验证这种理论的预言，通过实验上精确地测量12C + 12C系统的弹性散射微分截面角分布，来研究光学势的排斥本质，尤其是随着入射的束流能量从100A MeV到400A MeV的增加，微分截面角分布衍射模式的特征演化过程；此外，为了克服理论上对模型的依赖性，需要从实验上对核势的排斥本质给出清楚的证据进行解释，为原子核中的三体力效应提供重要的信息，这对研究高核物质密度区核物质的介质效应、三体力的能量依赖性以及张量力作用都具有非常重要的意义。
本论文详细介绍了原子核物理中三体力效应的研究进展，论述了本实验的必要性，创新点，实验系统的选择。介绍了在大阪大学核物理研究中心利用高动量分辨率磁谱仪进行的入射束流的能量为100A MeV时12C + 12C散射实验的前期准备，探测器的布置，正式实验的过程，以及通过数据分析得到的实验室系下散射角在1.0°-7.5°的范围内12C + 12C系统的基态、第一激发态4.44 MeV (21+)以及7.65 MeV (02+)、9.64 MeV (31−) 、10.30 MeV (22+)以及4.44 MeV (21+)的双激发(4.44 (Projectile) + 4.44 (target) MeV)四个激发态之和的微分截面的角分布。
本文也介绍了数据处理的详细过程，实验数据的理论计算结果。对实验所测得的微分截面角分布通过三种核子-核子相互作用模型进行了分析，即只考虑两体相互作用贡献的ESC（Extended-Soft-Core）模型、考虑了微观的三体相互作用贡献的CEG07b模型以及包含了微观的三体相互作用贡献的MPP (multi-Pomeron exchange potential)模型。本文中详细介绍了三种核子-核子相互作用模型的理论框架。通过对三种核子-核子相互作用模型计算结果与实验值的对比以及讨论，得到了在入射束流能量为100A MeV时，实验测得的12C + 12C系统散射的微分截面角分布能够为原子核中三体相互作用贡献的大小提供实验证据，验证了原子核中三体力效应。在论文的最后，我们对后续的更高入射能量的12C + 12C系统散射的实验工作进行了展望。
本实验首次同时得到了在入射能量为100A MeV的12C + 12C系统散射的弹性散射和非弹性散射的角分布。该角分布可以首次探讨核核相互作用的考虑到耦合道效应的密度依赖性。该角分布通过考虑了耦合道效应的微观光学模型进行了分析，通过理论的分析和比较我们得到了明显的三体力效应。
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