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电四极矩及其在原子核物理中的应用研究

安徽师范大学学报（自然科学版） 2010年第3期33卷 247-249页

作者：张春早武奇淮南师范学院物理与电子信息系安徽淮南232001

从小区域电荷电势的多级展开式出发,重点讨论电多极矩中的电四极矩,从矩阵的角度阐述电四极矩的含义.利用电四极矩对原子核的形状和形变的大小作出定量的分析与判断,为电四极矩的学习、教学和应用提供一定的参考和借鉴.

关键词：电多极矩电四极矩电势原子核物理

基于核电四极矩共振技术的爆炸物检测系统的数据处理及信号识别算法

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核电子学与探测技术 2004年第6期24卷 586-590,597页

作者：李志强金余恒中国原子能科学研究院北京102413

分析了核电四极矩共振(NQR)信号的特点,利用傅里叶频谱分析对NQR信号进行处理的信噪比及其随测量时间的变化曲线,在此基础上,针对NQR信号提出一种具有更高信噪比的频谱分析方法(加权傅里叶频谱分析),同时提出一种可以有效区分NQR信号和... 详细信息

分析了核电四极矩共振(NQR)信号的特点,利用傅里叶频谱分析对NQR信号进行处理的信噪比及其随测量时间的变化曲线,在此基础上,针对NQR信号提出一种具有更高信噪比的频谱分析方法(加权傅里叶频谱分析),同时提出一种可以有效区分NQR信号和正弦干扰信号的频谱差值分析方法。

关键词： NQR 电四极矩核电爆炸物频谱分析信号识别干扰信号高信噪比算法加权

锶Sr、钡Ba和镭Ra的单光子电四极矩光谱跃迁的理论研究

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原子与分子物理学报 1999年第1期16卷 39-44页

作者：易有根王红艳唐永建高涛蒋刚谭明亮朱正和湘潭师范学院物理系四川联合大学原子分子工程所

用带有Ｂｒｅｉｔ和ＱＥＤ修正的全相对论多组态ＤｉｒａｃＦｏｃｋ平均能级（ＭＣＤＦ－ＡＬ）模型，计算了碱土金属Ｓｒ、钡Ｂａ和镭Ｒａ的单光子电四极矩１Ｄ－１Ｓ跃迁的光谱能量间隔，最大跃迁几率和振子强度。计算中考虑了重要... 详细信息

用带有Ｂｒｅｉｔ和ＱＥＤ修正的全相对论多组态ＤｉｒａｃＦｏｃｋ平均能级（ＭＣＤＦ－ＡＬ）模型，计算了碱土金属Ｓｒ、钡Ｂａ和镭Ｒａ的单光子电四极矩１Ｄ－１Ｓ跃迁的光谱能量间隔，最大跃迁几率和振子强度。计算中考虑了重要的相对论效应、电子关联效应和核的有限体积效应，所得的结果与国外早期发表的结果进行了比较，此外还首次从理论上预言了镭Ｒａ的单光子电四极矩１Ｄ－１Ｓ光谱跃迁。

关键词：电四极矩光谱跃迁单光子锶钡镭

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电四极矩产生偶次高次谐波的研究

电四极矩产生偶次高次谐波的研究

作者：陈加幸武汉大学

学位级别：硕士

光与物质的相互作用在基础物理学的研究进程中一直表现出了极为重要的探索意义,近几十年来,伴随着激光技术的飞快发展及广泛应用,激光脉冲的宽度逐步变短而强度不断增强,使得人们对光与物质的相互作用的探索已深入到强场物理领域。强激... 详细信息

光与物质的相互作用在基础物理学的研究进程中一直表现出了极为重要的探索意义,近几十年来,伴随着激光技术的飞快发展及广泛应用,激光脉冲的宽度逐步变短而强度不断增强,使得人们对光与物质的相互作用的探索已深入到强场物理领域。强激光脉冲与物质的相互作用的结果表现为多种不同的非线性物理现象:阈上电离,隧穿电离,多光子电离,电离抑制,高次谐波等等。这些新现象的出现对强场物理的理论和实验研究带来了巨大的挑战,但是也拓展了人们对微观物理过程的深入认识同时也促进了现代激光技术的优速发展。高次谐波也因其能够合成远紫外(XUV)光源,X射线,超短脉冲等有意义的应用,在近十几年的原子分子物理的研究领域中获得了人们不可多得的关注。高次谐波的发射是由于高阶非线性效应而最终发射出频率是驱动激光场频率整数倍的相干辐射波的过程,而谐波谱在低阶区域急速下降,然后出现谐波强度近似的平台区,最后出现急剧下降的截止区的结构特征用传统微扰理论是不可解释的。根据半经典“三步模型”:(1)原子中处于基态的电子在强激光脉冲的作用下以多光子电离或者隧穿电离的方式发生电离成为自由电子;(2)发生电离的电子在激光场中以经典的方式运动,起初受电场的影响做加速运动而远离母核离子;(3)当激光场的方向反转时,运动的电子受场的影响有一部分会运动到母核离子附近,被核捕获后并放出高能光子。高次谐波的发射机制及物理图像得到了成功的解释。目前,对于强激光脉冲与原子分子相互作用对高次谐波发射的贡献的探索主要集中于三个方面:(1)在不同的驱动激光场作用下,研究高次谐波的发射机制问题;(2)研究出通过改变势场或其他的因素发射出更长更短更强的脉冲的方案;(3)研究提高高次谐波发射效率的方法并能够增强谐波信号,使之能够被已有的仪器检测到。研究强激光脉冲与原子分子的非线性相互作用的基础是求解原子体系下的含时薛定谔方程,我们运用不需要建立模型便可以直接求解的拟谱--分裂算符法数值求解氢原子在单色激光场中的含时薛定谔方程。该方法有两个突出的优点:(1)采用了非均匀的空间网格点,在原子核附近选择较多的网格点,离原子核较远的区域选择较少的网格点,即使用很少的网格点也可进行高精度的计算,大大的提高了程序的运行效率;(2)当r接近0时,库仑势会出现库仑奇点问题,而拟谱法通过变换空间求解范围有效的处理了库仑奇点问题,从而能够计算真实原子体系的电子波函数。本文我们通过数值求解强场近似下单电子原子的含时薛定谔方程,研究了氢原子电四极矩在强线偏振激光场下对高次谐波谱发射的贡献,并对其发射偶次谐波的物理机制给出了理论分析。具体实施如下:(1)求解氢原子处于基态时的本征矢作为时间演化中的初始波函数;(2)运用拟谱--分裂算符法对初始波函数进行时间演化,得到各个时刻波函数在空间上的分布;(3)对所需的物理量求期望并观测体系的电子偶极矩形式;(4)全部演化后的含时物理量作傅里叶变换到频谱空间,观测各自对应的高次谐波谱;(5)运用小波变换对谐波谱作时频分析,并结合半经典“三步模型”分析谐波谱的产生机制。

关键词：强激光场拟谱--分裂算符法薛定谔方程高次谐波电四极矩

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核电四极矩的共振能量

核电子学与探测技术 2005年第2期25卷 207-209,221页

作者：李晓燕房旭民徐政同济大学材料学院微电子材料所上海200092 总装备部工程兵科研一所江苏无锡214035

核电四极矩共振探测是目前国际上备受关注的探雷技术,比起广泛应用的电磁感应探雷能够更本质揭示被测物质。从经典电磁学理论和量子力学两个方面对其理论共振能量进行了推导。

关键词：电四极矩量子力学共振能量推导电磁学理论电磁感应国际经典本质

高剥离类钠离子3s^2S—3d^2D电四极矩E2光谱跃迁的理论计算

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强激光与粒子束 2002年第1期14卷 85-89页

作者：易有根郑志坚唐永建朱正和中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 四川大学原子分子工程研究所四川成都610065

利用全相对论性多组态 Dirac-Fock平均能级方法系统地计算了高剥离类钠离子 3s2 S—3d2 D( Z=1 4～ 1 0 3)电四极矩 E2光谱跃迁的能级间隔 ,跃迁几率和振子强度 ,计算中考虑了核的有限体积效应 ,Breit修正和 QED修正 ,所得结果和最近的... 详细信息

利用全相对论性多组态 Dirac-Fock平均能级方法系统地计算了高剥离类钠离子 3s2 S—3d2 D( Z=1 4～ 1 0 3)电四极矩 E2光谱跃迁的能级间隔 ,跃迁几率和振子强度 ,计算中考虑了核的有限体积效应 ,Breit修正和 QED修正 ,所得结果和最近的实验数据及理论计算值进行了比较 ,计算结果表明 :高原子序数的高荷电离子的电四极矩 E2光谱跃迁的跃迁几率和中性原子的电偶极 E1的相当 ,在 ICF和 MCF高温高密度激光等离子体中 ,电四极矩

关键词：高剥离态离子能级间隔跃迁几率振子强度惯性约束聚变ICF 磁约束聚变化纤光谱跃迁类离子电四极矩激光等离子体诊断

丰中子核素^（14）B和^（15）B的电四极矩测量

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高能物理与核物理 1996年第9期20卷 778-782页

作者：刘冠华中国科学院近代物理研究所

将中能弹核碎裂反应中产生的极化碎片１４Ｂ和１５Ｂ注入Ｍｇ单晶中，利用β－ＮＭＲ谱学测得１４Ｂ和１５Ｂ的电四极矩（｜Ｑ（１４Ｂ）｜和｜Ｑ（１５Ｂ）｜）分别为（２９．８４±０．７５）ｍｂ和（３８．０１±１．０８）ｍｂ，并... 详细信息

将中能弹核碎裂反应中产生的极化碎片１４Ｂ和１５Ｂ注入Ｍｇ单晶中，利用β－ＮＭＲ谱学测得１４Ｂ和１５Ｂ的电四极矩（｜Ｑ（１４Ｂ）｜和｜Ｑ（１５Ｂ）｜）分别为（２９．８４±０．７５）ｍｂ和（３８．０１±１．０８）ｍｂ，并将实验测得的结果与理论模型计算进行了比较．

关键词：极化放射性核束 NMR谱学电四极矩壳模型

高离化类镁离子3s^2 ^1S0-3s3d ^1D2电四极矩E2光谱跃迁

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湖南师范大学自然科学学报 2008年第1期31卷 49-52页

作者：杨富利杨如曙易有根西藏农牧学院物理系中国林芝860000 湖南文理学院电气工程系中国常德415000 中南大学物理科学与技术学院中国长沙410083

利用全相对论性多组态Dirac-Fock平均能级(MCDF-EAL)方法系统地计算了类镁离子3s2 1S0-3s3d1D2电四极矩E2光谱跃迁的能级间隔,跃迁几率和振子强度,计算中考虑了重要的核的有限体积效应,Breit修正和QED修正,所得结果和最近的实验数据及... 详细信息

利用全相对论性多组态Dirac-Fock平均能级(MCDF-EAL)方法系统地计算了类镁离子3s2 1S0-3s3d1D2电四极矩E2光谱跃迁的能级间隔,跃迁几率和振子强度,计算中考虑了重要的核的有限体积效应,Breit修正和QED修正,所得结果和最近的实验数据及理论计算值进行了比较.

关键词：电四极矩能级间隔跃迁几率振子强度

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原子核基态电四极矩的理论计算

原子核基态电四极矩的理论计算

作者：陈春杏广西师范大学

学位级别：硕士

原子核电四极矩(nuclear electric quadrupole moment, NQM)是探测原子核电荷分布偏离球对称程度的物理量,是表征核素基本性质的重要参数之一,也是理解核物质结构,检验核模型、核子-核子相互作用等重要的基本观测量之一。经过几十年的研... 详细信息

原子核电四极矩(nuclear electric quadrupole moment, NQM)是探测原子核电荷分布偏离球对称程度的物理量,是表征核素基本性质的重要参数之一,也是理解核物质结构,检验核模型、核子-核子相互作用等重要的基本观测量之一。经过几十年的研究,人们对电四极矩有了一定程度的了解,并发展了多种微观的计算方法,但到目前为止,其理论计算和实验测量仍不尽完善。目前大部分电四极矩的理论研究主要针对某些同位素链或者某几个核素,同时,许多电四极矩的理论值与实验值仍然存在较大的分歧。对原子核电四极矩调研表明,目前已测基态电四极矩核素数目仅占已测基态质量核素数目的22%左右,因此,对原子核电四极矩展开理论研究并给出理论预言非常必要。本文主要对电四极矩开展了以下几方面的研究工作。(1)基于原子核内禀电四极矩的积分表达式,经过一系列复杂的推导,给出了系统地计算电四极矩的普适性公式,该公式密切依赖于原子核的自旋J、核电荷数Z、质量数A、核电荷半径Rc以及形变参数(ββ2,β4)。此理论公式通过最新的核电荷半径Rc(均方根偏差为0.022fmm)的表示形式,考虑了核壳效应、同位旋效应等影响。(2)应用本文给出的公式对原子核基态电四极矩进行理论计算,基于Weizsacker-Skyrme(WS)宏观-微观核质量模型(WS3.2、WS*、WS3.6、WS4)以及Hartree-Fock-Bogolyubov(HFB)微观核质量模型(HFB21、HFB27*)给出的形变参数计算了527个(Z≥8,A≥16)原子核基态电四极矩。重点讨论了基于质量精度最高的WS4模型(原子核质量均方根偏差为0.298MeV)和HFB27*模型(原子核质量均方根偏差为0.500MeV)给出的形变参数计算结果与实验值之间的差异,其均方根偏差分别为0.552b和0.657b,平均偏差为0.309b和0.404b。许多核素理论计算结果能够很好地再现了实验值,较轻核区域电四极矩均方根偏差较小,较重核区域电四极矩均方根偏差较大。另外分别比较了奇偶核、偶奇核以及奇奇核的均方根偏差,奇奇核的均方根偏差最大,偶奇核较大,奇偶核最小。此外,还比较了38个幻数核基态电四极矩,基于WS4模型和HFB27*模型给出的形变参数计算结果的均方根偏差分别为0.271b和0.226b,比总的527个核基态电四极矩均方根偏差小得多,说明了我们的计算公式中通过核电荷半径来考虑其壳效应及同位旋效应是合理的。(3)本文的计算结果与微观壳模型计算结果以及最小二乘法拟合实验数据计算结果进行了比较。基于WS4模型给出的形变参数计算结果与微观壳模型计算结果以及最小二乘法拟合实验数据计算结果相差甚微,基于HFB27*模型给出的形变参数计算结果稍差一些。(4)电四极矩与核电荷半径密切相关,本文分别利用核电荷半径的实验值与理论值作为输入量计算了核电四极矩,以WS4和HFB27*模型为例,对同时具有电四极矩及核电荷半径实验值的385个核素进行对比,其均方根偏差分别是0.477b和0.598b,说明核电荷半径的精度对电四极矩的影响非常大。(5)利用本文给出的电四极矩普适性计算公式,对161个已知核基态自旋且未测核基态电四极矩的原子核进行了理论预言,在一定程度上扩充了核电四极矩的数据。较轻核区域电四极矩值较小,较重核区域电四极矩值较大,说明在较重核区域许多核素存在较大形变,这种趋势与目前所有实验数据得到的结果一致。本文对电四极矩进行系统研究结果表明,电四极矩与壳效应、同位旋效应及核形变密切相关,其中壳效应、同位旋效应可通过核电荷半径合理地体现。同时,通过本文给出的核电四极矩普适性公式,可进一步检验不同模型给出的核形变参数的合理性。

关键词：电四极矩核基态电荷半径形变参数