原子核高自旋转动结构研究

来源 :中国原子能科学研究院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:a5354796
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为了深入理解原子核的结构及其运动的规律,人们利用现代实验条件将原子核的状态推向各种极端,如更高的自旋、超重质量、极端中子质子比或者极高激发能等,极端条件下的核性质是当前核结构研究前沿的重点。随着新一代高分辨率多探头探测阵列和放射性核束装置的投入使用,极端条件下的高自旋态研究会更加丰富对核结构的认识,新的实验现象也需要理论解释。组态相关推转Nilsson-Strutinsky(CNS)模型是基于Nilsson势的宏观-微观理论模型,为了更有针对性、更细致深入地研究广大核区中核的高自旋直至带终止态的性质,忽略了对关联,同时为了消除角动量不守恒带来的不利影响,移除了导致波函数和角动量发生剧烈变化的虚相互作用,引入了非绝热轨道。核的宏观部分由转动液滴描述,同时加上用Strutinsky方法计算的壳修正能得到特定形变特定自旋时的总能量,并且在四维参量(ε2,γ,ε4,ω)变化范围内进行自洽计算。与有效微观模型相比,CNS模型能很好地确定并跟踪组态,可以较高精度地描述转动带到带终止态,可以处理确定组态内的形变演化和各竞争组态之间不同形变可能的共存,能确定不同子壳之间的相对能量,定义最低能量的组态。CNS模型应用了一套标准参数,在高自旋区计算结果比较可信,因此该模型可以预言高自旋区新的实验现象。为了研究转动带的低自旋部分必须包含对力,为此在CNS模型基础上用BCS方法近似处理对关联,除移除虚相互作用需特别处理外,模型其他部分可以借鉴CNS模型,含对力的CNS(PCNS)模型可以方便地研究较低自旋时转动带的性质,如转动带回弯、旋称劈裂、准粒子驱动核形变等。125Ce是实验上能测到转动带的最靠近质子滴线的铈奇A核,该核与它的同位素127,129Ce有着良好的形变,受到了实验和理论的关注,这类近滴线核的高自旋态为现有理论在滴线区提供了实验检验。我们用CNS模型研究了125,127,129Ce的转动性质,讨论了转动带能量、旋称劈裂和核形状。根据结果确定了各转晕带的组态,并澄清了125Ce正宇称带的带头自旋。转动带能量与实验结果比较表明CNS模型在高自旋区I>15(?)与实验符合较好。只有125Ce的正宇称转晕带存在较大的旋称劈裂,但CNS模型不能解释该带的旋称劈裂反常。CNS模型计算得到的势能面显示125Ce负宇称组态γ方向的形变很软,上述核其他转晕组态均是近轴对称γ~0°形变。127,129Ce势能面上存在两个能量极小,其中129Ce旋称为α=-1/2的负宇称组态三轴形变在γ~-40°处的第二个极小点能量与形变在γ~0°的极小点能量接近,可能在129Ce中存在三轴形变与正常形变的形状共存。用PCNS模型选择适当的对力强度参数重新讨论了125,127,129Ce的转动性质,计算结果表明,PCNS模型可以显著改善低自旋区结果,能较好地给出转动带能量变化趋势、旋称劈裂和回弯处自旋值。125Ce正宇称转晕带旋称劈裂反常可以解释为旋称劈裂不同的准粒子带之间发生了带交叉。但与CNS模型比较,在高自旋区Nilsson轨道之间相互作用很强或者能级密度较大、轨道混杂严重时PCNS模型计算结果还不够可靠。用CNS模型研究了38K,36Ar,34S和35Cl的超形变转动带结构性质。对一些特殊的近转晕线组态的性质做了较为详细的探讨并预言了其带终止态的自旋值,尤其是预言了38K有利于实验测量到超形变带终止态的自旋值为19(?),四极形变值为ε2=0.39(当I≤9(?),ε2(?)0.50)。36Ar的理论计算与实验结果较好的一致表明这些预言结果是较可靠的。
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