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奇A核低激发谱和形状共存的协变密度泛函理论研究

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奇A核低激发谱和形状共存的协变密度泛函理论研究

作者：赵鑫西南大学

学位级别：硕士

随着世界范围内新一代大型放射性核束装置的建造和运行,人们在不稳定奇特原子核中通过探测其激发与裂变发现了许多关于核结构的新奇现象或规律,为核物理研究带来了全新的认知。实验上主要通过测量原子核的低激发谱来分析其内部结构信息,... 详细信息

随着世界范围内新一代大型放射性核束装置的建造和运行,人们在不稳定奇特原子核中通过探测其激发与裂变发现了许多关于核结构的新奇现象或规律,为核物理研究带来了全新的认知。实验上主要通过测量原子核的低激发谱来分析其内部结构信息,如:壳结构演化、量子相变、形状共存等。尤其是原子核的形状共存,即在有限量子多体系统中出现两个或两个以上具有不同形状本征态共存的现象,成为近年来核物理研究的前沿课题之一。目前,人们已对偶偶核的形状共存开展了一系列研究工作。相较于偶偶核,奇质量核由于存在未配对的奇核子而使得其结构更为复杂,且奇质量核的数量更多,约为偶偶核的两倍。因此对奇质量核的低激发谱和形状共存的相关研究已成为当前核结构领域的重要研究内容。协变密度泛函理论(CDFT)能够微观自洽地描述整个核素版图中原子核的基态性质。基于协变密度泛函理论的集体哈密顿量模型实现了对具有四极或八极形变的偶偶核低激发谱的统一自洽描述,并对偶偶核形状共存的微观机制进行了深入的探讨。为研究奇质量原子核的低激发谱及形状共存,需要在模型中引入准粒子自由度,即发展基于协变密度泛函理论的微观核芯-准粒子耦合(CQC)模型。本文在微观核芯-准粒子耦合模型的框架下,开展了以下工作:1)针对奇A核Gd、Sm、Nd和Ce的低激发谱和形状共存展开研究。理论计算较好地再现了实验数据,预言了多条实验尚未观测到的激发带并给出波函数组态分布、电磁跃迁几率、四极形状不变量和形变参量。研究表明该区域存在粒子-空穴的跨壳激发模式和单核子耦合核芯0(10))激发带的组态结构,具有形状共存的特征。2)为研究锕系区奇A核的宇称双带结构和能级劈裂现象,我们通过引入单极-单极相互作用,优化了微观核芯-准粒子耦合模型,系统研究了锕系区偶偶核及奇A核的八极形变与低能负宇称带。理论计算较好地再现了实验数据,检验了基于协变密度泛函理论的微观核芯-准粒子耦合模型在锕系核区的可应用性和准确性,揭示了宇称双带形成的微观机制与物理图像,预言了多对宇称双带结构并给出波函数组态分布。

关键词：形状共存核芯-准粒子耦合模型协变密度泛函理论奇质量原子核低激发谱四极形变八极形变

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N=28丰中子核的形变和形状共存研究

物理学报 2011年第5期60卷 188-193页

作者：支启军贵州师范大学物理与电子科学学院贵阳550001

利用同位旋依赖的尼尔逊势,在宏观-微观理论框架下,计算了幻数N=28同中子链上原子核的性质,研究了N=28同中子链上原子核的形变和形状共存现象.研究结果表明,N=28这个幻数在Na,Mg,Al同位素链上有着强的形状共存现象.此外,计算表明42Si的... 详细信息

利用同位旋依赖的尼尔逊势,在宏观-微观理论框架下,计算了幻数N=28同中子链上原子核的性质,研究了N=28同中子链上原子核的形变和形状共存现象.研究结果表明,N=28这个幻数在Na,Mg,Al同位素链上有着强的形状共存现象.此外,计算表明42Si的基态为扁椭球,同时在Si同位素链上的形状共存现象相对较弱.

关键词：同位旋幻数形变形状共存

^(134)Ce核的高自旋态与形状共存(英文)

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高能物理与核物理 2005年第2期29卷 130-138页

作者：朱胜江甘翠云朱凌燕 M.萨哈伊杨利明龙桂鲁温书贤吴晓光李广生竺礼华清华大学物理系北京100084 中国原子能科学研究院北京102413

在中国原子能科学研究院H13串列加速器上,通过重离子核反应122Sn(16O,4n)对A=130缺中子核区的134Ce核的高自旋态进行了研究,建立了134Ce的新的能级纲图,最高自旋态扩展到22.然而实验结果与近期发表的134Ce核的高自旋态结果不同,所谓在... 详细信息

在中国原子能科学研究院H13串列加速器上,通过重离子核反应122Sn(16O,4n)对A=130缺中子核区的134Ce核的高自旋态进行了研究,建立了134Ce的新的能级纲图,最高自旋态扩展到22.然而实验结果与近期发表的134Ce核的高自旋态结果不同,所谓在134Ce核中存在的磁转动带结构不能被实验证实.对实验结果的分析表明,134Ce核的高自旋态结构呈现出重要的形状共存特性在基带以上的回弯处的10+态起源于两个中子组态,基于此10+态的转动带具有γ≈-60°的扁椭形变;另一个10+同质异能态为yrast陷阱,也起源于两中子组态,为具有γ≈-120°的长椭形状;而由两个signature伙伴带组成的强耦合带,则起源于h11/2与g7/2质子组态,为具有γ≈0°的长椭形变带.

关键词： ^134Ce核高自旋态磁转动带结构扁椭形变强耦合带形状共存

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^(322)Cm原子核的形状共存研究

科学技术创新 2023年第1期 50-53页

作者：赵鑫西南大学物理科学与技术学院重庆

原子核的形状共存一直是核物理的研究热点之一。形状共存的研究对于深入理解原子核结构及各种现象具有十分重要的意义。通过协变密度泛函计算了^(322)Cm的位能曲面,并利用五位集体哈密顿量(5DCH)计算了该原子核的激发谱和波函数概率分... 详细信息

原子核的形状共存一直是核物理的研究热点之一。形状共存的研究对于深入理解原子核结构及各种现象具有十分重要的意义。通过协变密度泛函计算了^(322)Cm的位能曲面,并利用五位集体哈密顿量(5DCH)计算了该原子核的激发谱和波函数概率分布。通过对其位能曲面和激发谱的分析,表明^(322)Cm是一个长椭和扁椭共存的原子核。最后对其波函数的概率分布的分析也得出了相同的结论。

关键词：形状共存激发谱波函数

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^(131)La形状共存和带终止

高能物理与核物理 2002年第3期26卷 266-272页

作者：董保国郭宏超 Ingemar Ragnarsson 中国原子能科学研究院核物理所北京102413

用组态相关推转Nilsson Strutinsky模型研究了1 31 La转动带结构性质 .对一些特殊组态带的形状共存和带终止做了较为详细的探讨 ,并把理论计算结果与实验结果进行了比较 .理论计算结果表明 ,1 31 La是软γ形变核 ,很多具有不同组态的转... 详细信息

用组态相关推转Nilsson Strutinsky模型研究了1 31 La转动带结构性质 .对一些特殊组态带的形状共存和带终止做了较为详细的探讨 ,并把理论计算结果与实验结果进行了比较 .理论计算结果表明 ,1 31 La是软γ形变核 ,很多具有不同组态的转动带都有形状共存 .实验上测量的1 31 La的宇称和辛量子数为 (π ,α) =( + ,± 1 2 )的转动带的组态是 [0 2 ,8] ,即组态π(h1 1 2 ) 2 ν(h1 1 2 ) 8,其中负辛量子数带几乎达到该带的带终止理论预言值I=4 1 .5 ,但是该带对实验上测量带终止不利 ,因为接近带终止态时能量增加太快 .

关键词：形状共存带终止组态相关推转 Nilsson-Strutinsky模型 ^131La 镧131 原子核自旋

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Se同位素的形状共存

原子核物理评论 2010年第2期27卷 146-149页

作者：刘颖许甫荣曹钟斌北京大学物理学院核科学与核技术国家重点实验室北京100871 兰州重离子加速器国家实验室原子核理论中心甘肃兰州730000

基于形变Woods-Saxon势下的推转壳模型对Se同位素进行Total-Routhian-Surface(TRS)计算。结果表明,原子核的形状随中子数变化很明显。对66,72,92,94Se基态TRS图进行分析,发现缺中子同位素和中子滴线附近核素均存在扁椭球和长椭球的形状... 详细信息

基于形变Woods-Saxon势下的推转壳模型对Se同位素进行Total-Routhian-Surface(TRS)计算。结果表明,原子核的形状随中子数变化很明显。对66,72,92,94Se基态TRS图进行分析,发现缺中子同位素和中子滴线附近核素均存在扁椭球和长椭球的形状共存。分别对72Se和94Se进行推转计算,长椭球和扁椭球形状在低推转频率下共存,由于g9/2闯入轨道的影响,随着推转频率的增加,扁椭球形变逐渐消失,长椭球形变带成为转晕带。

关键词：形状共存推转壳模型 Total Routhian Surface计算

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原子核形状相变和形状共存的微观理论研究

原子核形状相变和形状共存的微观理论研究

作者：杨小芹西南大学

学位级别：硕士

近年来,人们在不稳定奇特原子核中发现许多新奇现象或规律,尤其是原子核形状相变与共存涉及微观壳结构演化、新的动力学对称性、集体性微观起源等重要科学问题,是当今核物理研究的重要前沿课题。为深入系统研究原子核形状相变与共存,则... 详细信息

近年来,人们在不稳定奇特原子核中发现许多新奇现象或规律,尤其是原子核形状相变与共存涉及微观壳结构演化、新的动力学对称性、集体性微观起源等重要科学问题,是当今核物理研究的重要前沿课题。为深入系统研究原子核形状相变与共存,则需要微观自洽地描述原子核基态及低激发态性质。协变密度泛函理论(CDFT)在描述原子核基态性质方面取得了巨大成功,已经成为研究原子核结构性质最重要的微观理论方法之一。为了自洽描述原子核的激发谱与电磁跃迁性质,则必须超越平均场近似。近年来,导师课题组基于协变密度泛函理论发展了微观集体哈密顿量模型(5DCH-CDFT),实现了对原子核低激发谱的统一、自洽描述。本论文采用微观集体哈密顿量模型系统分析了 Er,Yb,Hf,W,Os以及Pt等六条偶偶同位素链随中子数的演化规律,中子数的取值范围为102≤N ≤ 124,重要研究结果与结论总结如下:1)相对论平均场计算得到的势能曲面随中子数的演化规律表明,六条同位素链大致经历了从长椭到扁椭或三轴形变,最后接近球形的演化规律;2)5DCH-CDFT计算得到的集体特征观测量较好地再现了实验结果,并与势能曲面所展示的形状演化规律一致;3)详细分析了 γ带的能量震荡(Staggering)以及集体波函数的几率密度分布,揭示了 Er和Yb同位素链中长椭到扁椭形状的快速演化规律,随质子数增加,这种快速演化逐渐趋于平缓。此外,硬三轴形变的特征逐渐显现,尤其是在194W和192-196Os中出现了硬三轴转子的特征;4)我们也给出了 Os链、184Er、186Yb的低激发谱结构,进一步验证了在184Er、186Yb中存在显著的长椭-扁椭形状共存现象。Os链的激发谱的特征表明了三轴自由度的重要性,相应的集体波函数的演化特征深化了对三轴形变软/硬度的理解,对未来实验数据的测量也有一定的指导意义。

关键词：长椭-扁椭形状相变形状共存协变密度泛函理论微观集体哈密顿量模型三轴形变

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氖同位素中形状共存现象与Λ超子杂质效应

氖同位素中形状共存现象与Λ超子杂质效应

作者：陈晨郑州大学

学位级别：硕士

原子核的形状演化和形状共存一直以来都是核物理理论和实验的研究热点。自Λ超核被发现后,超核物理也成为了核物理研究的一个重要分支。其中,超子对普通原子核的杂质效应是超核物理的一个重要研究方向。在核物理理论研究方面,相对论平... 详细信息

原子核的形状演化和形状共存一直以来都是核物理理论和实验的研究热点。自Λ超核被发现后,超核物理也成为了核物理研究的一个重要分支。其中,超子对普通原子核的杂质效应是超核物理的一个重要研究方向。在核物理理论研究方面,相对论平均场理论是目前可以说是最为成功的微观理论之一。本文基于多维约束相对论平均场（MDC-RMF）模型,采用PK1核子-核子有效相互作用以及PK1-Y1超子-核子相互作用,对氖同位素18-34Ne中可能出现的形状共存以及占据s和p轨道的Λ超子的杂质效应展开了研究。（1）本文研究了氖同位素及其对应超核的势能曲面,并发现:由于N=8和N=20时的壳效应,原子核18,30Ne的能量仅具有一个球形极小点;24,26,28Ne中有两个能量极小点,且其能量差分别为140keV,336keV和128 keV,预示着可能存在形状共存现象;20,22,32,34Ne也具有两个能量极小点,分别分布在扁椭和长椭形变处。研究还发现,sΛ和pΛ超子会降低两能量极小点间的能量差,从而提高形状共存现象出现的概率,但同时也有风险让位于较为平缓的势能曲面上的能量极小点消失。（2）本文通过分析原子核四极形变、均方根半径、总结合能、（r,z）平面密度分布等,研究了处于s轨道和p轨道的Λ超子不同的杂质效应。研究发现:sΛ超子使原子核更加束缚,并使原子核更趋于球形。而占据1/2-[110]轨道的pΛ超子呈现出长椭形变,并使原子核的形状更趋于长椭;占据3/2-[101]轨道的PΛ超子呈现出扁椭形变,并使原子核的形状更趋于扁椭。

关键词：氖同位素形状共存 Λ超子杂质效应多维约束相对论平均场

点耦合协变密度泛函对超允许β衰变以及氪同位素链中形状共存现象的研究

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点耦合协变密度泛函对超允许β衰变以及氪同位素链中形状共存现象...

作者：李兆玺西南大学

学位级别：硕士

随着新一代放射性核束装置和探测设备的发展,发现了越来越多远离β-稳定线的奇特原子核,在这些原子核中表现出很多新的物理现象,如中子晕、电偶极矮共振以及传统幻数的消失和新幻数的产生等。因此,奇特原子核研究成为当今原子核结构研... 详细信息

随着新一代放射性核束装置和探测设备的发展,发现了越来越多远离β-稳定线的奇特原子核,在这些原子核中表现出很多新的物理现象,如中子晕、电偶极矮共振以及传统幻数的消失和新幻数的产生等。因此,奇特原子核研究成为当今原子核结构研究的前沿领域。近年来,原子核的超允许β衰变和形状共存受到了广泛的关注,它们分别为研究原子核中的同位旋对称性破缺效应和奇特结构提供了丰富的信息。协变密度泛函理论在描述整个核素图中原子核的基态性质方面取得了很大的成功,已经成为系统研究中重原子核结构最重要的微观方法之一。特别是点耦合形式的协变密度泛函近年来得到了越来越多的关注。对原子核激发态性质的研究需要超越平均场近似,如在此基础上引入随机相位近似或者生成坐标方法等。最近,已经成功发展了基于点耦合协变密度泛函的随机相位近似和角动量投影的生成坐标方法。这两种方法分别在原子核的小振幅集体激发和大振幅集体运动研究中取得了很大的成功。本文基于点耦合协变密度泛函针对上述热点问题开展了以下两个方面的工作：1.应用电荷交换道的随机相位近似计算了0+→0+超允许β衰变的同位旋对称性破缺修正,并进一步检验了电弱相互作用标准模型中CKM矩阵的幺正性;2.应用一维角动量投影的生成坐标方法研究了缺中子72,74,76,78Kr中的形状共存现象,并进一步以74Kr为例,结合五维集体Bohr哈密顿量研究了三轴效应的影响。

关键词：点耦合协变密度泛函随机相位近似角动量投影的生成坐标方法同位旋对称性破缺修正形状共存