弱束缚弹核引起的熔合反应

⁶Li, ⁹Be为弱束缚核. 通过弱束缚弹核⁶Li, ⁹Be轰击靶²⁰⁸Pb,²⁰⁸Be的实验熔合激发函数与理论预言的比较, 讨论了弱束缚弹核破裂对熔合过程 的影响. 比较结果显示, 弱束缚弹核与重靶核的完全熔合截面在垒上能区 明显压低. 由部分熔合截面与完全熔合截面之和得到总熔合截面. 研究结果 表明, 破裂对总熔合截面几乎没有影响. 由此可见, 弱束缚核的部分熔合 可能发生在强吸收区域附近. 最后还给出了全熔合截面与部分熔合截面 之间的关系.     

重核的断前粒子发射与鞍点后摩擦的探测

基于考虑了粒子发射的随机Langevin模型，计算了重裂变核240Am在 鞍点后发射的中子、质子和$ \alpha $粒子多重性作为鞍点后摩擦强度($ \beta $)的函数。结果表明在高激发能($ E^* $)和高角动量($ \ell $)条件下，这些轻粒子发射对摩擦的敏感性变强。进而，比较了在(高$ E^* $，低$ \ell $)和(低$ E^* $，高$ \ell $)这两个不同初始条件下，240Am核在鞍点后蒸发的粒子随$ \beta $的演化。发现前者不但能增强核摩擦对粒子发射的影响，也显著提高了带电粒子对$ \beta $的敏感性。在实验方面，我们建议可以用中能重离子碰撞的方式产生高激发的重裂变系统，来更精确地用粒子发射(尤其是轻带电粒子)来探测鞍点后的摩擦强度。     

丰中子核63,65,67Mn的在束γ谱学研究

利用放射性束68Fe轰击液氢靶引起的敲出反应，研究了极端丰中子核63,65,67Mn的激发态，指认了它们的自旋宇称，建立了这三个原子核的能级纲图。纲图包含11/2–、9/2–和 7/2– 三个激发态以及$5/2_{\rm{g.s.}}^{-}$基态，它们由三条$\Delta I \!=\! 1$的$\gamma$跃迁连接。这种能级结构与$K \!=\! 5/2$时强耦合转动带的特征一致。使用改进的LNPS有效相互作用(LNPSm)的大规模壳模型计算能很好地重现观测到的能级。计算表明，65,67Mn的低位激发态都主要包含处于$4p{\text -}4h$的中子组态和$1p{\text -}1h$的质子组态。基于实验结果发现，在吸积中子星壳中，与质量数$A \!=\! 63$相关的Urca中微子冷却效果比预期的要强很多，而$A \!=\! 65, 67$的冷却效果比预期的更弱。     

应用光核反应计算μ原子中的核极化效应

近年来，瑞士保罗谢勒研究所的CREMA合作组通过测量$\mu$氢原子兰姆位移显著提升了质子半径的测量精确度。然而这一新实验结果与已知质子半径标准值(CODATA)相差5.6个标准差，被称为质子半径之谜，受到众多物理学家的关注。受此启发，CREMA合作组在不同的$\mu$原子中展开了一系列兰姆位移光谱的测量实验。他们计划从这些$\mu$原子的测量中得到轻核(包括$^{2,3}{\rm{H}}$,$^{3,4}{\rm{He}}$)的电荷半径。除了对光谱测量精度的要求外，轻核半径的实验精度当前仍被一项理论输入量限制:核极化效应对$\mu$原子光谱的修正。核极化效应体现了$\mu$子与原子核进行双光子交换中对核的虚激发，进而对$\mu$原子能谱产生高阶修正。因此，这一效应与光核反应以及康普顿散射直接相关。核极化效应对兰姆位移的修正可通过计算光核吸收截面以及虚光子康普顿振幅的求和规则而得到。本工作运用第一性原理的核结构计算方法，研究了$\mu$原子中的核极化效应。通过结合现代核力模型与超球简谐基展开多体方法，计算了一系列与核极化相关的光核反应及康普顿散射求和规则。这一理论研究为从$\mu$原子光谱测量中对核半径的精确提取提供了关键性的理论输入。     

通过费米能区重离子碰撞产额分布来研究16O原子核的团簇结构

近几年来,原子核核内的$\alpha$团簇结构引起了人们的广泛关注。本工作的目的是讨论在费米能区下重离子碰撞的碎片产额分布是否可以作为研究轻核中$\alpha$团簇结构的工具。本文基于扩展的量子分子动力学输运模型(EMQD)模拟了16O具有4种不同的初始化$\alpha$构型(长链型、风筝型、四方型以及正四面体型)的16O+16O反应,通过观察碎片产额多重数分布情况研究了具有不同结构的团簇核的核反应。计算结果表明,碰撞后产生的自由质子及4He的产额受不同构型的影响明显,表明4He/proton可以作为团簇结构的一个表征量。此外,自由质子及4He的出射$\theta$和$\phi$角及动能能谱可以用来提取16O的$\alpha$团簇构型信息。     

N=127同中子素219U和216Ac的α衰变研究

本工作通过重离子熔合蒸发反应 40Ar+183W，产生了质子滴线附近的轻锕系核素 219U和 216Ac。实验在兰州充气反冲谱仪(SHANS)上开展，目标核产生后从薄靶中反冲出来，在飞行中与大量的本底粒子进行分离并偏转到位于焦平面的探测系统中。探测系统对注入的反冲核和随后的$ \alpha $衰变进行探测，并利用寻找$ \alpha $衰变链的方法对产物进行寻找和鉴别。在本次工作中，219U已知的$ \alpha $衰变数据得到改善，其基态衰变到子核215Th基态的$ \alpha $粒子能量被确定为$E_{\alpha}\!=\!9\ 763(15)$ keV，半衰期为$ T_{1/2} $=60(7) μs。首次发现了219U两个新的$ \alpha $衰变分支，其能量为$ E_{\alpha} $=9 246(17) keV, 8 975(17) keV，并指认它们分别是从 219U 的基态衰变到子核 215Th的低激发态 (5/2–)和(3/2–)。此外，通过对 216Ac的$ \alpha $衰变数据的分析，证实了216Ac存在同核异能态。     

晕核及弱束缚核的近垒熔合

阐述了晕核近垒熔合反应研究的意义;叙述了理论上关于晕核破裂与入射道相对运动的耦合使熔合截面增强还是阻禁了晕核熔合两种相反观点的争论,以及晕核熔合反应实验研究的现状;探讨了用弱束缚核代替晕核进行实验研究以求对理论上的争论作出判断的构想．     

合成Z=119, 120超重核的理论研究

合成Z=119,120超重核是当今各核物理实验室争相追逐的目标,理论预言可靠的弹靶组合、入射能等信息有助于超重核合成的实验设计和探测。本工作基于双核模型研究影响重离子核反应生成截面大小的反应机制,计算了$^{50}{\rm{Ti}}$+$^{249}{\rm{Bk}}$、$^{50}{\rm{Ti}}$+$^{249}{\rm{Cf}}$两个弹靶组合,预测$^{50}{\rm{Ti}}$+$^{249}{\rm{Bk}}$的生成截面为0.021 1 pb。考虑双核系统熔合与存活两个过程,重点关注$^{52-59}{\rm{Cr}}$+$^{243}{\rm{Am}}$、$^{54-62}{\rm{Mn}}$+$^{243}{\rm{Am}}$、$^{56-72}{\rm{Ni}}$+$^{238}{\rm{U}}$生成截面的同位素链依赖性,研究表明熔合几率随弹核质量数呈现强烈的依赖行为,直接影响蒸发剩余截面大小。     

重离子位垒下熔合——多维位垒透射及动力学过程的研究

前言入射能量接近和低于库仑位垒能区的重离子熔合反应是当前重离子反应研究中一个十分活跃的前沿领域。实验和理论的探索已经证实并描述了高于位垒的低能区重离子(轻核到中重核)反应主要经历的全熔合反应机制。两个硬球在一维(径向距离)库仑+核势相互作用下碰撞、并越过熔合位垒熔合的图像给出了对于垒上低能区全熔合截面的相当好的拟合。然而,相当简化的一维位垒模型的成功是由于垒上低能区全熔合截面一般说来并不灵敏于其它自由度。     

25Mg(p, γ)26Al实验研究进展

长寿命放射性核素26Al是星际介质、$\gamma$射线天文学和太阳系形成研究中最重要的核素之一。最可能合成26Al的三种天体场所都与25Mg(${\rm p},\,{\rm{\gamma }}$)26Al反应相关，因此精确测量其近阈能级的共振强度和天体物理反应率对人们认识宇宙26Al的来源具有重要意义。本文回顾了25Mg(${\rm p},\,{\rm{\gamma }}$)26Al反应的实验研究方法和最新研究进展，特别是介绍了我国对该反应的间接测量实验以及直接实验测量计划。当前的间接测量结果提升了25Mg(${\rm p},\,{\rm{\gamma }}$)26Al天体物理反应率的精度，也可以帮助我们估算直接测量的产额，并优化深地直接测量的实验设计。高能点的直接测量结果与国际上其它实验结果在误差范围内符合很好，表明本项目研制的探测装置工作状态良好，能够胜任锦屏深地核天体物理实验研究。     

PNJL模型下手征相变的临界指数

在PNJL模型下研究了临界点和旋节线边界上的临界指数。计算表明四个标准的临界指数$\alpha,\,\beta,\,\gamma,\,\delta$在 平均场近似下与朗道-金斯堡理论的预言一致。重子数涨落分布峰态的临界指数$\eta(\approx2)$大于偏态的 临界指数$\zeta(\approx1)$，这表明，如果在重离子碰撞实验中可以达到临界区域，峰态的测量比偏态的测量更加敏感。计算结果还表明，偏态(峰态)在旋节线边界上的临界指数与在临界点的临界指数具有相同的发散强度。根据重子数在不稳定相和亚稳相的剧烈涨落及峰态和偏态在旋节线边界上发散的特点，在将来的实验中用于鉴别一阶相变的信号在一定程度上会被干扰，一些偏离标准一阶相变的信号或许会在观测中发现。     

充气反冲核谱仪焦平面探测阵列的GEANT4模拟

充气反冲核谱仪(SHANS)是目前国内合成缺中子锕系新核素、研究重核素α衰变性质的重要实验装置。为进一步提高焦平面探测阵列对重核素α衰变粒子和射线的探测效率,计划对现有探测装置进行升级。本文的主要工作是采用基于蒙特卡罗方法的GEANT4软件对现有的谱仪探测器阵列进行模拟,并与实验测量数据进行比较,以验证程序的准确性。结果表明,新探测系统对α衰变粒子的探测效率可达到88%左右,对能量在1 MeV的$\gamma$射线全能峰的探测效率约为7%。     

三角奇点与XYZ类粲偶素结构

对强子谱的研究有助于加深量子色动力学中色禁闭现象的理解。强子谱中存在诸多疑难问题，特别是2003年以来各高能物理实验上发现了很多难以理解的新的强子共振结构，其中大量是在重夸克偶素质量区间发现的，它们被统称为$XYZ$结构。强子共振态对应于$S$矩阵的极点。除此之外，$S$矩阵还具有其它类型的奇点，比如由于三个中间态粒子同时在 壳导致的三角奇点。本文中，我们将讨论三角奇点在$XYZ$物理中的实现，注重于构造可以用来分析 其对$e^+e^-\to\psi\pi^+\pi^-$反应的$\psi\pi$不变质量谱中的带电$Z_c$结构的影响的振幅。     

不同理论模型预言合成超重核Z=119~122研究进展

通过双核系统模型与其他模型对$Z\leqslant$118元素的计算结果与实验数据的比较，证明了不同模型预测超重核的产生截面是可靠的。对比分析了不同模型对Z=119和Z=120超重核的预言结果，我们认为合成超重核Z=119和Z=120的最佳弹靶组合分别为反应$^{48}{\rm{Ca}} + ^{{\rm{252}}}{\rm{Es}}$和$^{40}{\rm{Ca}} + ^{{\rm{257}}}{\rm{Fm}}$，并且Z=119新核素很有可能会先于Z=120新核素在实验上被合成。由于实验上Z>100锕系靶的限制，人们正尝试寻找比48Ca更重的弹核来合成超重核Z=121和Z=122，超重核Z=121可以通过反应V+Cf来合成，而超重核Z=122的产生截面已经非常小，要求将来在实验上提高探测及鉴别技术。希望本文的讨论可以在将来为实验及理论核物理工作者们提供一些参考。     

235, 237Np高自旋态的理论研究

锕系核的转动性质对于揭示$A \approx 250 $质量区原子核的顺排机制、对关联性质、能级结构等十分重要,研究这些核的高自旋结构一方面可以对现有的理论模型进行检验,另一方面有助于深入认识超重核。本工作采用基于推转壳模型的粒子数守恒方法研究了实验上观测到的$^{235}{\rm{Np}}$和$^{237}{\rm{Np}}$中转动带的性质,计算得到的转动惯量、角动量顺排等与实验符合。首先,通过描述转动谱的$ab$公式确定了$^{235}{\rm{Np}}$中观测到的转动带的带头自旋。随后,通过对比理论与实验上的转动惯量,确定了其组态为$\pi 5/2^-[523]$。此外,也讨论了高阶形变$\varepsilon_6^{}$对中子$j_{15/2}^{}$顺排的作用,探索了在计算中出现而在实验上未观测到中子$j_{15/2}^{}$顺排的原因,从而解释了$^{235, 237}{\rm{Np}}$的转动带中产生上弯的机制。最后,还讨论了$^{237}{\rm{Np}}$的转动带$\pi 5/2^-[523]$中出现旋称劈裂的原因,发现可能是由于这个转动带的两个旋称分支上弯以后高阶形变$\varepsilon_6^{}$不同所导致的。