Advances in Nuclear Physics

دو بررسی جامع در این جلد به دو مشکل اساسی می‌پردازد که از دیرباز مورد توجه بوده و تمرکز تلاش‌های فعلی در فیزیک هسته‌ای معاصر است: کاوش تجربی توزیع چگالی اجزای تشکیل‌دهنده درون هسته و درک ساختار هسته‌ای و تعاملات از نظر درجات آزادی هادرونیک. یکی از اهداف اصلی کاوشگرهای آزمایشی هسته اتم، کشف توزیع فضایی اجزای تشکیل دهنده درون هسته بوده است. همانطور که انرژی و ویژگی پروب ها در طول سال ها افزایش یافته است، درجه تفکیک مکانی و توانایی انتخاب چگالی شارژ، جریان، اسپین و ایزوسپین خاص به ترتیب افزایش یافته است. در فصل اول، Batty، Friedman، Gils و Rebel مروری کامل از آنچه در مورد توزیع چگالی هسته ای با استفاده از الکترون ها، میون ها، نوکلئون ها، آنتی نوکلئون ها، پیون ها، ذرات آلفا و کائون ها به عنوان کاوشگر آموخته شده است، ارائه می دهند. این درک کنونی و محدودیت‌های آن، در چارچوب‌بندی سؤالاتی که نسل بعدی تأسیسات تجربی را برای مطالعه هسته‌های اتمی با کاوشگرهای الکترومغناطیسی و هادرونیک انگیزه می‌دهد، حیاتی است. فصل دوم، توسط ماکلید، درک کنونی ما از نیروها و ساختار هسته‌ای را بر حسب درجات آزادی هادرونیک، یعنی از نظر مزون‌ها و نوکلئون‌ها، مرور می‌کند. چنین درکی از نظر متغیرهای هادرونیک به دو دلیل حیاتی است. اولاً، از آنجایی که نظریه‌های هادرونیک مؤثر در توصیف طیف وسیعی از پدیده‌ها در فیزیک هسته‌ای کم انرژی کاملاً موفق هستند و نشانه‌های تجربی واضحی از جریان‌های تبادل مزون در هسته‌ها وجود دارد، ما باید مبانی آنها را درک کنیم.

The two comprehensive reviews in this volume address two fundamental problems that have been of long-standing interest and are the focus of current effort in contemporary nuclear physics: exploring experimentally the density distributions of constituents within the nucleus and understand­ ing nuclear structure and interactions in terms of hadronic degrees of freedom. One of the major goals of experimental probes of atomic nuclei has been to discover the spatial distribution of the constituents within the nucleus. As the energy and specificity of probes have increased over the years, the degree of spatial resolution and ability to select specific charge, current, spin, and isospin densities have correspondingly increased. In the first chapter, Batty, Friedman, Gils, and Rebel provide a thorough review of what has been learned about nuclear density distributions using electrons, muons, nucleons, antinucleons, pions, alpha particles, and kaons as probes. This current understanding, and the limitations thereof, are crucial in framing the questions that motivate the next generation of experimental facilities to study atomic nuclei with electromagnetic and hadronic probes. The second chapter, by Machleidt, reviews our current understanding of nuclear forces and structure in terms of hadronic degrees of freedom, that is, in terms of mesons and nucleons. Such an understanding in terms of hadronic variables is crucial for two reasons. First, since effective hadronic theories are quite successful in describing a broad range of phenomena in low-energy nuclear physics, and there are clear experimental signatures of meson exchange currents in nuclei, we must understand their foundations.