利用改进的pn-QRPA模型研究等待点原子核的β衰变性质

r-过程等待点原子核的β衰变半衰期对研究宇宙中重元素起源有重要意义。质子-中子准粒子无规相位近似(pn-QRPA)是研究原子核β衰变的重要理论模型。本工作提出了一个改进的 pn-QRPA 模型,系统研究了满壳附近原子核的 β 衰变性质。与之前的工作相比,改进的模型采用了中子数和质子数依赖的新粒子-粒子和粒子-空穴相互作用形式。本工作首先计算了满壳附近一些已知原子核的 β衰变半衰期和 Gamow-Teller 强度分布,发现理论结果与实验数据符合较好,检验了新模型的可靠性。随后,理论预测了 $N=50$, $N=82$ 和 $N=126$附近未知的等待点原子核的 β衰变半衰期,如124Mo, 126Ru, 128Pd, 186Nd, 188Sm, 192Dy, 194Er, 196Yb, 198Hf等,预测结果与之前的模型相近。这些结果对未来满壳层附近的r-过程物理研究有参考价值。     

基于投影壳模型的β衰变理论

在投影壳模型(PSM)理论框架下, 发展了计算Gamow-Teller(GT)跃迁的新方法. PSM波函数由若干变形多准粒子组态投影基的线性组合表达. 由该波函数可以计算GT算符(σ_μτ_±)的跃迁矩阵元. 研究表明, 计算的第一个例子可以再现log ft或B(GT)实验值, 同时预言了母核的某些低激发态的GT跃迁比基态的强, 此效应在恒星温度下, 会增强原子核的衰变率.     

原子核与激光的相互作用(一)——激光引起的同质异能态衰变和γ Laser

用参量化的方法推导了激光引起的原子核同质异能态共振跃迁的几率,并考虑了激光频率宽度的效应.进而研究了基于以下概念发展γ激光器的可能性:即用强的可见光激光将长寿命的同质异能素转换到能量上近似兼并的短寿命同质异能素,并使后者达到粒子数反转.在分析了同质异能态的粒子占有数随时间变化的基础上,数值计算了这一途径所需要的激光强度.     

原子核与激光的相互作用(一)——激光引起的同质异能态衰变和γLaser

用参量化的方法推导了激光引起的原子核同质异能态共振跃迁的几率,并考虑了激光频率宽度的效应.进而研究了基于以下概念发展γ激光器的可能性:即用强的可见光激光将长寿命的同质异能素转换到能量上近似兼并的短寿命同质异能素,并使后者达到粒子数反转.在分析了同质异能态的粒子占有数随时间变化的基础上,数值计算了这一途径所需要的激光强度.     

β-衰变中容许跃迁和禁戒跃迁的衰变规律

在考虑容许跃迁和禁戒跃迁的基础上, 对远离β稳定线附近原子核的β^-衰变寿命进行了系统的研究, 发现对于远离β稳定线的原子核的β^-衰变寿命, 其容许跃迁和禁戒跃迁寿命(T_1/2)与母核的质子数和中子数之间存在指数规律. 利用这个规律, 计算了β^-衰变中的容许跃迁和禁戒跃迁(包括一级禁戒跃迁和二级禁戒跃迁)的衰变寿命, 理论计算结果与实验值符合得很好. 在此基础上, 对于一些核素的β^-衰变寿命进行预言, 这对于核物理和天体物理中β^-衰变研究具有重要意义.     

等待点N=82附近核素β~-衰变寿命的研究

利用提出的远离稳定线附近的原子核β-衰变寿命的指数规律理论计算公式,对N=82附近快中子过程中等待点核素的β-衰变寿命进行了理论计算,比较了所获得的计算结果与最新的理论结果和实验结果并加以讨论.研究表明,相对于理论复杂和计算时间长的微观理论计算而言,利用考虑壳效应的远离稳定线的原子核β-衰变寿命指数规律理论计算公式能较快且准确地得出快中子俘获过程(R过程)等待点核素的β-衰变寿命.这能为R过程核素合成网络计算研究提供有效可靠的重要物理输入,并对今后天体中核素的合成研究具有重要意义.     

不稳定原子核β衰变强度的实验测量方法

原子核的β衰变是指原子核放射出β粒子或俘获电子而进行的转变。对β衰变强度S_β(E)的精确测量，对探索不稳定原子核的结构、揭秘恒星核合成过程、验证β衰变理论等方面均存在着重要意义。实验上，为了测量β衰变强度，一种方法是利用β-γ符合测量或者全吸收谱仪对β衰变产物进行直接测量，这种方法可以给出子核在Q_β窗口内的衰变信息。另一种方法是利用在中等能区(100~400 MeV/u)进行的电荷交换反应，如(p,n)或(3He,t)，通过微分截面的高精度测量获得子核的β衰变强度，这种方法可以用于研究子核在Q_β窗外的衰变强度，但是对束流强度有较高的要求，尚无法系统研究产额较低的不稳定原子核。有鉴于此，本文提出对不稳定核素的电荷交换反应总截面进行系统测量，结合核反应理论，这种方法有望约束不稳定核素在质子发射阈下的Gamow-Teller跃迁的总强度。最后简要介绍了已开展和计划开展的工作。     

O~(16)偶宇称态的结构(Ⅰ)

本文在L-S耦合近似下,并且限于讨论2ω激发的组态,用δ相互作用严格求解了0~+,2~+及4~+态。同时提出一种近似解的办法。即根据粒子的相干效应,可以近似地将双粒子双空穴的结构选为两个粒子相干和两个空穴相干的态。近似解的结果与严格解符合很好。在解释实验上,能量符合得不够好,但在解释O-0跃迁和E2跃迁上却相当成功。     

张量力对原子核性质的影响(英文)

最近一段时期, 对张量力性质研究成为原子核结构研究的热点之一。 基于自洽的Skyrme平均场理论讨论了张量力研究的最新进展。 同时, 讨论了张量力和Skyrme能量密度中的中心交换项对原子核单粒子态的演化以及多极巨共振的贡献。 发现考虑张量力贡献后,利用Skyrme平均场计算可以基本描述Z=50和N=82原子核单粒子态演化的实验结果。而张量力对于原子核电多极巨共振基本没有影响,只对其低能集体态有一定的影响。 张量力的引入使得原子核磁单极巨共振的能量和强度发生显著的改变。 通过对数值结果的分析,发现张量力会产生吸引的粒子-空穴剩余相互作用。The impact of the tensor force on the properties of finite nuclei is discussed by analyzing the spin orbit splittings and the multipole giant resonances in nuclei. It is found that the tensor force do plays an important role in nuclear structure. The experimental isospin dependence of the spin orbit splitting is very well depicted when the tensor force is included. The tensor force has a larger effect on the spin flip magnetic dipole states than on the natural parity isoscalar quadrupole(2+) states. By analyzing the modifications to the Hartree Fock mean field induced by the tensor terms,and the specific features of the residual particle hole tensor interaction,we find that the tensor force gives an attractive contribution to the particle hole matrix elements.     

α粒子结构下的p-~(12)C非弹性散射

从12C原子核的α粒子结构观点出发,计算了共振区内能量为T p=200,400,600,700MeV,p-12C的2 (4.44MeV)和3-(9.64MeV)非弹性散射微分截面。其中将12C原子核跃迁形状因子分解成核内α粒子的跃迁形状因子和α粒子本身的形状因子的乘积。利用已知的原子核跃迁密度,得出12C原子核α粒子跃迁密度分布的解析式。理论结果与实验较好地符合。     

轻子与非轻子弱相互作用的唯象描述

弱相互作用的重要特性之一是奇异粒子的非轻子衰变与π介子的轻子衰变有着统一的强度。另外,大家知道,轻子耦合还有两个特点与普适V-A费米作用理论(以下简称UFI)有偏离。第一,β衰变的矢量耦合常数G_V,没有重正化效应,因而与μ衰变的耦合常数G_μ相等;而轴矢耦合常数G_A则有一小的重正化效应,G_A=-1.25G_V.第二,奇异粒子的轻子衰变几率比UFI所预言的小一个数量级,因而异数改变流的耦合强度约为异数守恒流强度的1/4.在通常的流—流耦合模型或者流—中间玻色子耦合模型中,上述三个特性不能相互协调。例如,在李政道的中间玻色子理论中,由轻子衰变确定各种流的耦合强度以后,奇异粒子非轻子衰变几率将比实验小一个数量级。为了克服这一矛盾,一般需要引入多一倍的中间玻色子。     

Skyrme能量密度泛函在重离子熔合反应中的应用

基于Skyrme能量密度泛函结合扩展的Thomas-Fermi近似,研究了原子核的基态性质以及熔合体系的入射道势。另外对于熔合反应,由得到的入射道势构建了一个经验的势垒分布来描述其他自由度对两核相对运动自由度的耦合效应。基于该势垒分布以及势垒穿透思想,许多熔合反应的熔合激发函数能被很好地再现。     

穆斯堡尔效应原理及其应用

 穆斯堡尔效应原理目前已知的约2000种核素中,绝大部分是不稳定的,它们会自发地放出某种粒子而转变为另一种核素。这就是原子核的放射衰变。穆斯堡尔效应研究的是放射性原子核衰变过程中释放出的γ射线。处于激发态的原子核是不稳定的,它要自发地放出能量、跃迁到能量较低的能态,并最后到达基态,而核的成分不变。这种现象就是原子核的γ跃迁或γ衰变。γ射线不带电,它是比伦琴射线波长更短的电磁波,具有很强的穿透能力。它包括三种形式,即放出γ射线的γ辐射、发射轨道电子的内转换和发射一对正负电子的电子对内转换。     

O16偶宇称态的结构(Ⅰ)

本文在L-S耦合近似下,并且限于讨论2ω激发的组态,用δ相互作用严格求解了0⁺,2⁺及4⁺态。同时提出一种近似解的办法。即根据粒子的相干效应,可以近似地将双粒子双空穴的结构选为两个粒子相干和两个空穴相干的态。近似解的结果与严格解符合很好。在解释实验上,能量符合得不够好,但在解释O-0跃迁和E2跃迁上却相当成功。     

原子核费密多体系统平均场近似的推广

本文应用先前得到的序参量——统计格林函数耦合方程组,对于原子核多费密子体系,系统地导出了它的平均场近似,Hartree-Fock近似和无规相位近似。并求出了相应近似下系统热力学势的明显表达式。本文的讨论也适用于处于平衡或非平衡定常态的其他多体系统。 关键词：     

大变形核中对力对内部激发的影响

本文提出了一个处理原子核中nn及pp对力的近似方法。这个方法避免了通常将BCS-Боголюбов方法应用于原子核所引起的困难,例如粒子数不守恒,假态的出现以及不同激发态波函数不正交等。但这个方法只有在所需考虑的粒子数n及能级数Ω不太大时(n≤10,Ω≤10)才能较方便地被应用,近似程度才比较好。在这个方法中,毋须引入准粒子的概念,激发的多体性质被明显地表示出来。系统的激发可分为两大类型。第一类型激发是一种以多体系为背景的单粒子跃迁,相应于一个准粒子的跃迁α_v⁺α_v,或两个准粒子的激发α_v⁺β_v′⁺,α_v⁺α_v′⁺(v≠v′)。第二类型激发是对激发,在这种激发中,各能级上共轭粒子对的填充几率改变了,相应于共轭的准粒子对的激发α_v⁺β_v⁺,α_v⁺β_v⁺α_μ⁺β_μ⁺,….本文还考察了对力在r及β跃迁中的影响。在β跃迁中,对力一般是使跃迁受阻。在r跃迁中,对力的效应随初末态间的相对激发类型不同而异,如相对激发属于第一类型,则跃迁受阻,受阻程度随跃迁的电磁性质不同而有所差别,如相对跃迁属于第二类型,则在无对力作用时跃迁是禁戒的,在对力作用下也只有由电荷电流所产生的电跃迁是允许的。最后本文以Hf¹⁷⁸为例,应用上述方法,初步分析了对力对偶偶核的内部激发能谱及β衰变的影响。     

延迟和相关效应对Ne原子2p53s1,3P10-2p6 1S0跃迁的影响

利用多组态Dirac-Fock(MCDF)方法,系统地研究了延迟和相关效应对中性Ne原子2p53s1,3P01-2p61S0电偶极共振和复合跃迁的能量以及跃迁几率(寿命)的影响,给出了相应的跃迁能和辐射寿命,并与最新的实验观测和其他理论计算结果进行了比较.     

延迟和相关效应对Ne原子2p53s1,3P01-2p61S0跃迁的影响

利用多组态Dirac-Fock(MCDF)方法,系统地研究了延迟和相关效应对中性Ne原子2p53s1,3P01-2p61S0电偶极共振和复合跃迁的能量以及跃迁几率(寿命)的影响,给出了相应的跃迁能和辐射寿命,并与最新的实验观测和其他理论计算结果进行了比较.     

相位阻尼腔中依赖强度Jaynes-Cummings模型的线性熵

在大失谐近似和腔场与库之间耦合假设存在相位阻尼的条件下，通过展示原子、场和原子-场系统的线性熵研究了由含任意强度耦合的Jaynes-Cummings模型描述的量子系统演化规律，讨论了相位阻尼对系统的纠缠及相干性丢失效应。     

A=147—153核的Gamow—Teller跃迁

在壳模型的基础上系统研究了¹⁴⁶Gd区A=147-153核的Gamow-Teller跃迁.这些相对¹⁴⁶Gd核心为粒子态的核唯一的β允许衰变道为π1h_11/2→v1h_9/2的Gamow-Teller跃迁.计算结果表明,实验的约化几率B(GT)与计算的B(GT)比较,存在一个阻塞因子γ²,即γ²=B_exp(GT)/B_cal(GT)=0.17±0.05.