阐明表面能在密度泛函理论中的作用
核理论
2025-12-30 v1
摘要
对称性核物质的饱和——体现在重核的内部密度几乎恒定的特征——是核物质的基本性质。现代相对能量密度函数（EDFs）仅基于有限核性质校准，能够对饱和核物质在饱和密度附近的bulk 属性进行稳健预测并给出量化不确定性。遵循相同的拟合协议，非相对论 Skyrme EDF 则系统性地预测更高的饱和密度。为调查这种在bulk极限下的张力，我们研究了包含数千个核子的假想对称宏观核的基态性质。使用两种相对和非相对论的 EDF 框架，我们提取相应的液滴参数。我们发现，体积能和表面能系数之间存在明确的相关性：Skyrme 模型在更高密度处饱和，形成较软、更扩散的表面，表面能较低；而相对 EDF 在更低密度处饱和，产生更明确、更不扩散的表面，表面能较高。这种补偿性行为使两类模型尽管饱和属性不同，仍能再现经验核半径。我们的分析表明，饱和密度的显著差异源于饱和密度、bulk 结合能和表面张力之间的内在平衡，而非来自拟合协议。
引用
@article{arxiv.2512.22709,
title = {Elucidating the role of the surface energy in density functional theory},
author = {Md Jafrul Islam and Athul Kunjipurayil and J. Piekarewicz and A. Volya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.22709},
year = {2025}
}