对关联对核基态和集体激发态性质的影响

基于相对论平均场和BCS理论,研究了共振连续对奇特核对关联性质的影响. 利用S矩阵方法，通过设定合理的散射态边界条件来得到单粒子共振态的能量和宽度. 通过引入连续态能级密度的方法来处理共振态宽度对核对关联的贡献. 计算结果显示合理地处理共振态对对关联性质的贡献在研究滴线附近核性质时很重要. 它可以影响中子的对隙、费米能级、对关联能以及总结合能. 其次,基于RMF+BCS基态,采用线性响应理论给出了描述开壳核集体激发态性质的准粒子相对论无规位相近似理论. 并且将该方法应用于开壳核120Sn的各种同位旋标量集体激发态性质的研究中. 研究表明：对关联对核的集体激发性质的影响主要表现在低能集体激发态上,考虑对关联后的相对论无规位相近似理论能够很好地再现低能集体激发的实验结果.     

修正表面δ相互作用在PDHF方法中的应用

本文设计了一种带角动量修正的表面δ相互作用,并用它对质量数A=56到74之间的偶偶核进行了角动量投影形变哈特里-福克(PDHF)计算.得到的基态组态单粒子能谱比用KB矩阵元算出的更合理.投影能谱与实验能谱符合得相当好.基态结合能与实验值的符合也是满意的.     

修正表面δ相互作用在PDHF方法中的应用

本文设计了一种带角动量修正的表面δ相互作用,并用它对质量数A=56到74之间的偶偶核进行了角动量投影形变哈特里-福克(PDHF)计算.得到的基态组态单粒子能谱比用KB矩阵元算出的更合理.投影能谱与实验能谱符合得相当好.基态结合能与实验值的符合也是满意的.     

铬的电离势及类氦Cr~(22 )的E2和M1光谱跃迁的全相对论计算

基于相对论多组态自洽场方法 ,计算了CrⅠ至CrⅩⅩⅣ离子的基态能量和各价电离势 ,类氦Cr2 2 离子的电四极矩和磁偶极矩光谱跃迁数据。计算中考虑了核的有限体积效应、Berit修正、QED修正和轨道极化效应。计算结果与文献的实验和计算值进行了比较。     

铬的电离势及类氦Cr22+的E2和M1光谱跃迁的全相对论计算

基于相对论多组态自洽场方法,计算了CrⅠ至CrⅩⅩⅣ 离子的基态能量和各价电离势,类氦Cr22+离子的电四极矩和磁偶极矩光谱跃迁数据 。计算中考虑了核的有限体积效应、Berit修正、QED修正和轨道极化效应。计算结果与文献 的实验和计算值进行了比较。     

新核素265Bh及其α衰变链上核的基态性质

运用变形的相对论平均场理论系统地探讨了新核素Bh及其va衰变链的基态性质. 对关联的处理采用了BCS方法, 不成对核子的处理运用了``阻塞"法后,所计算的结合能和四极形变符合了有限力程小液滴模型的结果, 计算表明研究的va衰 变链具有中等大小的长椭球形变; 且计算的va衰变能Q_α成功地与实验符合.在此基础上进一步研究了新核素Bh的单粒子能级.     

关于核多体系统的基态关联效应

对于一个原子核模型系统在不同耦合强度、不同粒子数情况下的基态关联效应进行了研究,结果表明：当具有稳定的静态形变时,基态关联基本上可用基于静态上的零点振动来解释,因此,关于静态性质的自治场计算是至关重要的. 但在开始发生单极形变的临界点附近,它随控制参量的变化显得很复杂、很敏感. 看来,在滴线附近的轻核的进一步研究中,关联效应是需要注意考虑的.     

关于偶偶稀土核的形变

对稀土偶偶核的基态形变,理论上已有一些系统计算,实验上也积累了不少数据.本文根据Bohr和Mottelson关于对关联对转动惯量的影响的近似考虑以及转动惯量对于形变的依赖关系,从实验有效转动惯量提取了核的形变值.与理论结果以及从电四极矩提取的形变数值作了系统比较,结果表明Bohr和Mottelson关于对关联效应的近似考虑是合理的.     

双原子分子激发态势能的自旋相关局域Hartree-Fock密度泛函理论方法

基于自旋相关局域Hartree-Fock (SLHF)势函数，本文提出了一种计算双原子分子激发态势能的密度泛函理论(DFT)方法，并将该方法应用于和的激发态势能曲线的计算。在只考虑交换能的情况下，本文的DFT计算结果与文献中精确方法和Hartree-Fock (HF)方法的结果符合的非常好，说明采用SLHF势函数作为交换势的DFT方法是一个很好的计算激发态势能的方法。本文还计算和探讨了电子的关联势函数和关联能，发现传统的近似方法在较大核间距的情况下大大低估了电子的关联能.     

长程电子关联对有限长聚乙炔链中极化子态的影响

本文采用扩展Hubbard模型,加上长程关联哈密顿量,在自然边界条件下用自洽场方法研究了有限长反式聚乙炔链中极化子的问题.计算了长程电子关联对极化子的影响并计算了极化子的长程关联能.计算发现长程电子关联使极化子的位形变宽变浅(局域性减弱),在极化子区域,长程电子关联能比平均长程电子关联能要大.当链长增加到100格点以上时,电子极化子和空穴极化子的平均关联能趋于-0.1663eV,而在极化子区域,电子极化子和空穴极化子的平均关联能趋于-0.1868 eV.     

基于熔合蒸发反应的超重新元素 Z = 119, 120的产生截面

We have calculated production cross sections of new superheavy elements with atomic number Z=119, 120 in the fusion-evaporation reactions of $^{48}{\rm{Ca}}$+$^{252}{\rm{Es}}$, $^{48}{\rm{Ca}}$+$^{257}{\rm{Fm}}$, $^{49}{\rm{Sc}}$+$^{252}{\rm{Es}}$, $^{49}{\rm{Sc}}$+$^{251}{\rm{Cf}}$, $^{50}{\rm{Ti}}$+$^{247}{\rm{Bk}}$, $^{50}{\rm{Ti}}$+$^{251}{\rm{Cf}}$, $^{51}{\rm{V}}$+$^{247}{\rm{Cm}}$, $^{51}{\rm{V}}$+$^{247}{\rm{Cf}}$, $^{54}{\rm{Cr}}$+$^{243}{\rm{Am}}$, $^{54}{\rm{Cr}}$+$^{247}{\rm{Cm}}$, $^{56}{\rm{Mn}}$+$^{244}{\rm{Pu}}$, $^{56}{\rm{Mn}}$+$^{243}{\rm{Am}}$, $^{60}{\rm{Fe}}$+$^{237}{\rm{Np}}$, $^{60}{\rm{Fe}}$+$^{244}{\rm{Pu}}$, $^{61}{\rm{Co}}$+$^{238}{\rm{U}}$, $^{61}{\rm{Co}}$+$^{237}{\rm{Np}}$, $^{64}{\rm{Ni}}$+$^{231}{\rm{Pa}}$, $^{64}{\rm{Ni}}$+$^{238}{\rm{U}}$, $^{65}{\rm{Cu}}$+$^{232}{\rm{Th}}$, $^{65}{\rm{Cu}}$+$^{231}{\rm{Pa}}$, and $^{68}{\rm{Zn}}$+$^{232}{\rm{Th}}$within the dinuclear system model systematically. The inner fusion barriers have been extracted from the driving potential and potential energy surface which could be used to predict the relative fusion probability roughly. The influence of mass asymmetry of the colliding partners on the production of new superheavy elements(SHE) has been investigated systematically. It is found that fusion probability increases along with the increasing mass asymmetry of colliding systems. The 46-50Ti-induced reactions prefer to produce new SHE with Z=119~120. The dependence of production cross-sections of new superheavy elements on the isospin of projectile nuclei has been discussed. The new SHE of $^{289-293}{\rm{119}}$ has been predicted as the synthesis cross sections around one picobarn in the $^{44,\, 46,\, 48,\, 50}{\rm{Ti}}$-induced reactions. Production cross-section of the element$^{295}{\rm{120}}$ has been evaluated as large as one picobarn in the reactions $^{46}{\rm{Ti}}$($^{251}{\rm{Cf}}$, 2n) $^{295}{\rm{120}}$ at $E^*$ = 26 MeV. The optimal projectile-target combinations and beam energies for producing new SHE with atomic number Z = 119~120 are proposed for the forthcoming experiments.     

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。     

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。     

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。     

基于LNDM模型的碳离子束混合辐射场相同剂量平均LET下关键纳剂量学指标及RBE分析

纳剂量学量正在成为新的表征辐射品质的量,也是用于精确计算相对生物学效应(RBE)的基础数据。具有相同剂量平均传能线密度(LET)离子束混合辐射场导致的生物学效应也未必相同。为研究关键纳剂量学指标[电离簇尺寸N_ICS$\geqslant 1 $的条件概率密度分布的一阶矩($M_1^{{C_1}}$)、N_ICS$\geqslant 2$的条件概率密度分布的一阶矩($M_1^{{C_2}}$)、N_ICS$\geqslant 2 $的累计概率($F_2^{{C_1}}$)和N_ICS$\geqslant 3 $的累计概率($F_3^{{C_2}}$)]以及RBE在相同剂量平均LET混合辐射场中的分布,在蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)模拟的基础上,结合单能离子束关键纳剂量学指标数据集,计算得到了不同能量碳离子束在不同贯穿深度处相同剂量平均LET混合辐射场中的$M_1^{{C_1}}$、$M_1^{{C_2}}$、$F_2^{{C_1}}$、$F_3^{{C_2}}$及RBE值。计算结果显示:在相同剂量平均LET混合辐射场中,不同能量碳离子束的$F_3^{{C_2}}$没有发生显著变化,而$M_1^{{C_1}}$、$M_1^{{C_2}}$和$F_2^{{C_1}}$变化显著,且随能量的增大而减小,并且随剂量平均LET的增加,$M_1^{{C_1}}$、$M_1^{{C_2}}$和$F_2^{{C_1}}$变化差异逐渐变大。正是由于$M_1^{{C_1}}$、$M_1^{{C_2}}$、$F_2^{{C_1}}$和$F_3^{{C_2}}$的不同,在相同剂量平均LET混合辐射场中基于纳剂量学模型计算得到的RBE值也显著不同。这些结果表明,剂量平均LET并不能很好地用于描述离子束混合辐射场的品质,而关键纳剂量学指标则有望成为表征离子束混合辐射场品质的量。     

多任务神经网络对原子核低激发谱的研究

原子核低激发谱对深入理解原子核结构具有重要作用。采用多任务反向传播(Back Propagation,BP)的神经网络方法系统研究了原子核$ {2}_{1}^{+} $和$ {4}_{1}^{+} $的激发能量。除了质子数和中子数外,通过在网络输入层增加一个有关原子核集体性的物理量,BP神经网络在0.1 MeV到数MeV的能量范围内很好地拟合了原子核的低激发能。相比五维集体哈密顿量(Five-Dimensional Collective Hamiltonian,5DCH)方法,BP神经网络更好地再现了原子核低激发能的同位素趋势,以及由壳效应导致的幻数原子核低激发能的突然增大,并且将$ {2}_{1}^{+} $和$ {4}_{1}^{+} $激发能的预言精度分别提高了约80%和75%,该预言精度与单任务神经网络基本一致,但是改进了对轻核区与缺中子核区低激发谱的学习能力,这说明多任务神经网络可以实现多种激发能量的统一精确计算。     

一些近期发现的同核异能态的壳模型解释

近期，在101In、123,125Ag和218Pa等核中，首次观测到同核异能态。本工作通过原子核壳模型解释In、Ag同位素和$N\!=\!127$同中素中的这些同核异能态及相关的同核异能态背后的物理原因。101-109In这五个奇A核In同位素中，观测到的$1/2^{-}$同核异能态的激发能非常接近。这可以通过引入中子近期，在101In、123,125Ag和218Pa等核中，首次观测到同核异能态。本工作通过原子核壳模型解释In、Ag同位素和$N\!=\!127$同中素中的这些同核异能态及相关的同核异能态背后的物理原因。101-109In这五个奇A核In同位素中，观测到的$1/2^{-}$同核异能态的激发能非常接近。这可以通过引入中子$0g_{7/2}$和$1d_{5/2}$轨道间的很强的组态混合来解释。更进一步分析表明，这些奇A核In同位素中，从$9/2^{+}$基态到$1/2^{-}$同核异能态，一个质子从$1p_{1/2}$轨道激发到$0g_{9/2}$轨道。这一质子组态变化可能引发中子$0g_{7/2}$和$1d_{5/2}$轨道的单粒子能变化。这样一个原子核内的组态依赖的壳演化被称为第二类壳演化。与In同位素类似，123,125Ag的同核异能态被发现是$1/2^{-}$态，对应着一个质子空穴在$1p_{1/2}$轨道。但之前观测到的115,117Ag的$1/2^{-}$态是基态。这意味着质子$1p_{1/2}$轨道和$0g_{9/2}$轨道在$N\!=\!72$附近发生了反转。壳模型分析表明张量力是造成这两个轨道反转的决定性原因。之前观测到的奇奇核$N\!=\!127$同中素210Bi、212At、214Fr和216Ac中，基态是$1^{-}$态，同时存在高自旋的同核异能态。然而，基于$\alpha$衰变性质和壳模型计算，推荐218Pa中的基态和新发现的同核异能态分别为$8^{-}$态和$1^{-}$态。奇奇核$N\!=\!127$同中素基态和同核异能态的演化是由质子中子相互作用从粒子粒子形式转化为空穴粒子形式以及质子组态混合所导致。总的来说，壳模型对这些双幻核100Sn、132Sn和208Pb附近核中新发现的同核异能态有较好的描述。双幻核附近核中的同核异能态，也称为壳模型同核异能态，是核结构研究中非常重要的。因为这些同核异能态常常提供了中重质量区域极端丰中子和缺中子原子核中的第一个谱学性质，并包含了丰富的物理信息，比如质子中子相互作用及其在壳演化中的作用。     

中子星可观测量与不同密度段核物质状态方程的关联

中子星物质主要是由高密度非对称核物质组成。目前通过地面重离子碰撞等实验来认识高密度非对称核物质的物态还存在很大的不确定性。随着对中子星天文观测精度的提高以及可观测量的增多,基于对中子星的天文观测来反向约束高密度非对称核物质物态成为了可能。从理论上去探讨中子星的可观测量与不同密度段物态方程的关联程度,将有助于上述反向对中子星物质物态的研究。本文利用分段式多方物态方程,通过对中子星的半径(R)、潮汐形变参数($\varLambda$)、转动惯量(I)等可观测量的计算分析,给出了这些观测量与物态方程各密度段的关联度。结果表明,质量为1.4$ M_{\odot}$的典型中子星潮汐形变参数($\varLambda$)和f-模频率($\nu$)主要与$ 0.5\rho_{\rm{sat}} \sim 1.5\rho_{\rm{sat}}$、$ 2.5\rho_{\rm{sat}} \sim 3.5\rho_{\rm{sat}}$和$3.5\rho_{\rm{sat}} \sim $$ 4.5\rho_{\rm{sat}}$ 三个密度段物态方程有较强关联;中子星半径(R)主要与$ 1.5\rho_{\rm{sat}} \sim 3.5\rho_{\rm{sat}}$及壳层物态有较强关联;转动惯量(I)与$ 4.5\rho_{\rm{sat}}$以下各密度段均有一定关联。     

相对论重离子对撞机上重味衰变电子的测量数据中粲和底成分的分离

重味夸克(即粲和底)，尤其是底夸克，具有预期不同于轻夸克的性质，被认为是夸克胶子等离子体的理想探针。然而，很少有对底强子或其衰变的轻子的测量。利用最近相对论重离子对撞机上$\sqrt{s_{\rm NN}}=200\;{\rm{GeV}}$ 的金核-金核碰撞中产生于中心快度下的粲强子和重味衰变电子的测量数据，我们发展了一种数据驱动的方法，用于分离重味衰变电子中粲和底的成分。从粲强子的测量数据出发，通过模拟其半轻子衰变得到粲衰变电子，从而从重味衰变电子中提取出底的成分。初步的结果展示了在最小偏向的金核-金核碰撞中粲和底衰变电子的横动量谱、核修正因子和椭圆流的分布。在中等至较高横动量区，相比于粲衰变电子的核修正因子，底衰变电子的核修正因子受到了较小的压制；在较低至中等横动量区，底衰变电子获得了比粲衰变电子更小的椭圆流。     

等效质量模型中的重子质量谱

在等效质量模型框架下,考虑线性禁闭和一阶微扰相互作用的贡献并通过拟合$ \mathrm{p} $、$ \mathrm{n}$、$\Lambda$和$ \Delta $的质量来得到模型参数。发现,等效质量模型能够较好地给出符合实验的重子质量谱。而禁闭强度$D$、强耦合常数$\alpha_{\rm{s}}$以及夸克质量因子$f$与微扰强度$C$之间都存在关联,并能够很好地用解析公式逼近。除此之外,单胶子交换相互作用的色磁部分在重子质量谱中起着重要作用,从而使自旋$J=1/2$和3/2的重子之间的质量差最高达到300 MeV。为了更好地描述超子质量,对于包含奇异夸克的一对夸克间的相互作用我们进一步采用不同的强耦合常数,其具体的模型参数通过拟合$ \Sigma $和$ \Xi $的质量得到。基于本工作得到的等效质量模型参数组,能够更好地描述$ \mathrm{ud}$夸克物质团、奇异子以及致密星。