原子核单粒子共振态的研究进展

共振是自然界普遍存在的有趣现象。在核物理领域,存在许多奇特现象,共振在其中扮演着重要角色。介绍了近期发展的RMF-CSM、RMF-CGF和RMF-CMR方法及其对原子核单粒子共振态的研究。给出了120Sn,31Ne等核的单粒子共振态的能量和宽度及其随质量数、形变的变化规律,分析了19C,31Ne和39Mg等核的晕形成的物理机制和在N=20附近能级反转的原因。特别是新发展的RMF-CMR方法,在描述稳定核和奇特核方面都取得了成功,支持Zr同位素存在巨晕的预言。Resonance is an interesting phenomenon in nature. In nuclear physics, resonance plays an important role in the formation of many exotic phenomena. This paper introduces the recently developed RMF-CSM, RMFCGF, and RMF-CMR methods and their researches on nuclear single-particle resonances. The energies and widths of the single-particle resonant states in 120Sn and 31Ne and their evolution to mass number and deformation are given. In addition, the physical mechanism of the halo formation in 19C, 31Ne and 39Mg and the cause of energy level inversion near N=20 are analyzed. In particular, the newly developed RMF-CMR approach has been successful in describing stable and exotic nuclei and supports the prediction that Zr isotopes exist in a giant halo.     

霍尔效应实验数据的新应用——提取副效应与螺线管参数

基于霍尔效应测量通电螺线管内部磁场的实验数据,提出了评估霍尔元件副效应的方法,包括霍尔元件的不等势电压降以及能斯托效应和里纪-勒杜克效应引起的附加电势,并详细讨论了它们对结果的影响.进一步,借助Origin软件,利用通电螺线管磁场分布的理论公式拟合相应的实验数据,非常准确地估测了螺线管的基本参数,包括螺线管总匝数、长度及平均半径等.     

WLW原子核质量模型在γ过程研究中的应用

本工作利用最近提出的WLW宏观-微观原子核质量模型,在经典r过程框架下很好地描述了太阳系r过程核素丰度分布.与常用的FRDM质量模型相比,新计算更好地再现了A≈135和A≈180质量区的太阳系r过程核素丰度,尤其避免了其他相似计算中A=135附近出现的与观测不符的丰度峰问题.分析表明,这种差异可能暗示WLW更为合理地处理了壳结构和对称能.     

Global dynamical correlation energies in covariant density functional theory: Cranking approximation

The global dynamical correlation energies for 575 even-even nuclei with proton numbers ranging from Z = 8 to Z = 108 calculated with the covariant density functional theory using the PC-PK1 parametrization are presented. The dynamical correlation energies include the rotational correction energies obtained with the cranking approximation and the quadrupole vibrational correction energies. The systematic behavior of the present correlation energies is in good agreement with that obtained from the projected generator coordinate method using the SLy4 Skyrme force although our values are systematically smaller. After including the dynamical correlation energies, the root-mean-square deviation predicted by the PC-PK1 for the 575 even-even nuclei masses is reduced from 2.58 MeV to 1.24 MeV.     

原子核物理中的协变密度泛函理论

文章介绍了原子核协变密度泛函理论的历史发展、理论框架、对原子核基态和激发态的描述以及在一些交叉学科领域的应用。首先,通过回顾原子核物理研究中的几个重要里程碑并结合二十一世纪原子核物理面临的机遇和挑战,对当前核物理的研究热点和重要课题进行了介绍。随后系统介绍了原子核协变密度泛函理论,内容包括协变密度泛函理论的历史发展、一般理论公式、介子交换模型、点耦合模型、交换项、张量相互作用、物理观测量的计算公式等。协变密度泛函理论的应用包括原子核基态性质和激发态性质的描述以及在核天体物理与标准模型检验中的应用。其中,基态性质包括原子核结合能、半径、单粒子能级、共振态、磁矩、晕现象等。激发态性质包括原子核磁转动、低激发态性质、集体转动、量子相变、集体振动等。在核天体物理与标准模型检验的应用中,主要以核纪年法测算宇宙年龄和Cabibbo-Kobayashi-Maskawa矩阵的幺正性检验等为例,介绍协变密度泛函理论在交叉学科领域的应用。     

伏安法测电阻实验统计误差的分析

本文借助MATLAB软件,采用最小二乘法和逐差法处理实验数据,结果表明,最小二乘法一般可以给出比逐差法更为准确的结果。利用Origin软件分析了最小二乘法的统计误差,研究发现,正确考虑实验数据的误差后,可以使用Origin软件来近似估计最小二乘法的统计误差。由于统计误差的大小随着实验数据量的增多而减小,因此当实验数据量较少时,如10组,统计误差的大小不可忽略,甚至与系统误差可比拟。     

宇宙核时钟不确定度的研究

基于经典快过程理论模型, 研究了原子核物理输入量的不确定性对Th/U, Th/Hf, Th/Eu, Th/Os, Th/Ir等核时钟估算宇宙年龄的影响. 其中利用蒙特卡罗模拟方法, 计算了不同质量模型下由单中子分离能引起的不确定性.结果表明, Th/U核时钟由原子核质量不确定性引起的误差大约为1.66 Ga, 比其他核时钟小2 Ga以上.对 Th/Eu, Th/Os和Th/Ir核时钟, 该误差分别为5.15, 3.93和3.95 Ga.由于Th/Hf核时钟受质量模型影响太大, 而Th/Os和Th/Ir的计算结果又明显偏大, 因此在年龄计算中都需谨慎使用.综合考虑原子核物理输入量和天文观测带来的误差, 利用Th/U核时钟估算的宇宙年龄为14.1± 3.8 Ga.     

WLW 原子核质量模型在r过程研究中的应用

本工作利用最近提出的WLW宏观-微观原子核质量模型, 在经典 r过程框架下 很好地描述了太阳系r过程核素丰度分布. 与常用的FRDM质量模型相比, 新计算更好地再现了A≈ 135和A≈ 180质量区的太阳系r过程核素丰度, 尤其 避免了其他相似计算中A=135 附近出现的 与观测不符的丰度峰问题. 分析表明, 这种差异可能暗示WLW更为合理地处理了壳结构和对称能.     

Exploring the uncertainties in theoretical predictions of nuclear β-decay half-lives

Nuclear β-decay half-lives are predicted based on an empirical formula and the mass predictions from various nuclear models.It is found that the empirical formula can reproduce the nuclearβ-decay half-lives well,especially for short-lived nuclei with T_1/2<1s.The theoretical half-life uncertainties fromβ-decay energies and the parameters of the empirical formula are further investigated.It is found that the uncertainties of the half-lives are relatively large for heavy nuclei and nuclei near the neutron-drip line.For nuclei on the r-process path,the uncertainties for those with N=126 are about one order of magnitude,which are much larger than the uncertainties for those with N=50 and 82.However,theoretical uncertainties from the parameters of the empirical formula are relatively small for the nuclei on the r-process path,which indicates that the empirical formula is very suitable for predicting theβ-decay half-lives in r-process simulations.