基于非对称粒子空穴组态的手征双重带

利用三轴形变的粒子转子模型对基于非对称粒子空穴组态πg–1 9/2 νh11/2和πh–1 11/2 νi13/2等的手征双重带进行了研究.详细分析了转动能谱、角动量随转动频率的变化关系、以及约化跃迁几率B(E2)和B(M1)等性质.发现基于非对称组态的三轴形变原子核也有类似对称组态的手征双重带现象.但它们所对应的最佳三轴形变值从γ=30°变为γ～27°.随着组态中价核子角动量的增加,出现手征双重带的自旋随之增加,简并区间也相应增大     

A≈100和130核区手征双重带的描述

利用三轴形变的粒子 转子模型讨论了A≈100和A≈130核区手征双重带.基于粒子空穴组态πh11/2 νh-111/2的计算很好地再现了A≈130核区N=75同中子素的手征双重带实验能谱.通过分析基于组态πg9/2 νg-19/2的约化跃迁几率B(E2)和B(M1)研究A≈100核区可能的手征双重带. The Chiral doublets for nuclei in A≈100 and 130 regions have been studied with the particle-rotor model. The experimental spectra of chiral partner bands for four N=75 isotones in A≈region have been well reproduced by the calculation with the configuration πh_(11/2)νh~(-1)_(11/2). The possible chiral doublets in A≈100 region have been predicted by the particle-rotor model (PRM) with the configuration πg_(9/2) νg~(-1)_(9/2) based on the analysis of the B(M1) and B(E2) transition probabilities.     

磁转动物理——剪刀带与手征双重带

总结和系统介绍了磁转动物理领域的新进展 .阐述了剪刀带的形成机制 ,并论证了在半经典近似和平均场近似下 ,倾斜轴推转模型与粒子转子模型等价 .讨论了原子核在有三轴形变时出现的一种全新的磁转动现象——手征双重带 .并从对称性的角度讨论了剪刀带及手征双重带的能谱特征 .给出了实验上可能存在磁转动带的核区.A new interesting field —— magnetic rotation physics is reviewed. It is proved that the tilted axis cranking (TAC) model is equivalence to the particle rotor model (PRM) under the semi classical and mean field approximations. The shears mechanism and the new discovered phenomena in triaxial deformed nuclei—— chiral doublets are discussed. The possible mass region for these magnetic rotation phenomena is presented.     

A～80核区三轴超形变的预言及形成机制

利用三维总位能面方法, 对A～80,核区的64个原子核作了三轴超形变的存在性研究. 经过计算, 从中找到了12个 原子核可能存在三轴超形变. 研究发现, 原子核中的中子转动能对三轴超形变的形成起主要作用, 中子壳修正对 其形成也有一定的影响.     

质子数Z分别位于Ru之上和之下的A～(100～126)丰中子原子核三轴形变在原子核形状变迁和共存中的重要作用（英文）

基于Ru(Z=44)丰中子同位素中存在最大三轴形变的理论预言和实验证据,综述了近年来Rh(Z=45),Pd(Z=46),Ag(Z=47),Cd(Z=48)(质子数Z位于Ru,Z=44之上)及Zr(Z=40),Nb(Z=41),Mo(Z=42),Tc(Z=43)(质子数Z位于Ru,Z=44之下)的A～(100～126)丰中子同位素中关于三轴形变的形状变迁和形状共存系统性研究的重要进展。252Cf自发裂变瞬发γ射线γ-γ-γ三重符合、特别是新建立的γ-γ-γ-γ四重符合数据的系统观测和研究,在Ru,Pd,Cd和Nb丰中子同位素中显著扩展或首次观测到了一系列能带,为这个核区原子核形状的研究提供了新的、重要的实验数据。联系此前报道的有关进展,使用PES,TRS,PSM,CCCSM和SCTAC理论模型计算拟合新的实验数据,在该核区沿同中素和同位素链,并随自旋和激发能变化各自由度,跟踪原子核形状渐进变化,获得了新的系统性研究成果,显著扩展和深化了人们对原子核形状变迁和形状共存的认知。对于Ru及其上的Rh(Z=45),Pd(Z=46),Ag(Z=47)和Cd(Z=48)丰中子同位素的研究表明:Rh丰中子核具有比最大值稍小的三轴形变,γ=-28°,并在103–106Rh同位素链上鉴别出了手征对称破缺;在三轴形变核112Ru和114Pd(N=68)中发现了三轴原子核的摆动运动,该摆动运动也可能在114Ru(N=70)中存在;观察到了从具有最大三轴形变的110,112Ru中手征破缺到稍小三轴形变的112,114,116Pd中扰动的手征破缺的过渡;在较软的Ag核中观察到了丰富的谱学结构,在104,105Ag中鉴别出了可能的手征对称破缺,在较重的115,117Ag中提出了趋于三轴形变的γ软度;具有小形变的Cd核的能级结构被解释为准粒子耦合、准转动和软三轴形变;最近的库伦激发的研究提供了Z=50,N=82满壳附近122,124,126Cd核中出现核集体性的实验和理论证据;上述研究成果展现出从Ru中的最大三轴形变(γ=-30°,三轴形变极小增益为0.67 Me V),经具有大三轴形变的Rh核(γ=-28°),到Pd核中的稍小、但稳定于中等自旋到高自旋区的三轴形变(γ～-41°,三轴形变极小增益为0.32 Me V),再经Ag核中的γ软度,最后到具有很小形变、但仍出现集体性质、包括软三轴形变的Cd核的过渡。对于Pd核转动带交叉系统性的研究揭示了其第一带交叉(νh11/2)2中子转动顺排的上行γ驱动,和第二带交叉(πg9/2)2质子转动顺排的下行γ驱动效应,成功地解释了114Pd中的三轴摆动运动,并给出了110-118Pd同位素链中理论早已预言、而比早期理论预言更为完整准确的形状渐进变迁和形状共存的图像。根据该核区的系统研究,发现最大三轴形变出现在112Ru,而在相邻的偶Z(Pd)同位素链,三轴形变极小的中心在114Pd,两者均为N=68。上述系统性研究沿相邻的Ru和Pd偶Z同位素链,在N=68同中素中鉴别出最大三轴形变,均比理论预言的108Ru和110Pd多4个中子。在Z值位于Ru(Z=44)之下的Zr(Z=40),Nb(Z=41),Mo(Z=42)and Tc(Z=43)丰中子同位素中,Y和Zr核具有很强的轴对称四极形变,而在较重的Zr同位素中出现了γ自由度;较重的Nb核(A=104～106)基态具有中等程度的软三轴形变和强四极形变,随着自旋和激发能的增加,过渡到接近于轴对称的强四极形变;而较轻的Nb核(A 103)基态均接近轴对称形状;在Nb同位素链上基态由球形到强四极形变的形状突变发生在100Nb(N=59),在100–106Nb同位素链中基态的软三轴形变随中子数增加而增加;在Nb核中还观察到关于软三轴形变的形状共存;Mo核具有大的三轴形变,观察到了γ振动和手征对称破缺;Tc核具有比最大值稍小的三轴形变,γ=-26°,并观察到了手征对称破缺。质子数Z从41到48的A～(100～126)丰中子同位素,特别是Pd和Nb同位素,呈现出关于三轴形变的过渡特征。     

稀土核区三轴超形变全同带

系统地考察了稀土核区三轴超形变带的跃迁能量、角动量增量顺排和动力学转动惯量.研究表明这些三轴超形变带为全同带.     

清华大学物理系原子核物理研究的新进展

在清华大学物理系成立80周年之际,对近年来清华大学物理系原子核物理研究的主要进展情况作一介绍,包括原子核高自旋态的实验研究,原子核结构的理论研究,高能核物理的理论研究.在高自旋态研究方面,内容包括在A～100丰中子核区核的集体振动转动带结构、新的准粒子带特性、新手征二重带等特性研究;在A～140丰中子核区核的八极形变及八级关联等特性研究;在A～130缺中子核区核的形状驱动效应,包括扁椭形变带、形状共存等特性研究.在原子核结构理论研究方面,内容包括用相互作用玻色子模型、推转壳模型、投影壳模型以及相对论平均场对原子核特性的研究;对原子核结构或其他量子系统的各种对称性和代数方法的研究,如动力学对称性、超对称性、势代数方法等;与对称性紧密联系的普通李代数和非线性李代数的表示,如普通李代数、李超代数、平方根型非线性李代数、多项式型非线性李代数等.在高能核物理研究方面,内容主要包括量子色动力学（QCD）在高温高密条件下的相变以及在相对论重离子碰撞中相变信号的研究.     

核结构中转动对称性自发破缺: 某些理论问题

反射不对称壳模型被推广为包含三轴不对称自由度. 旋称反转, 摇摆带和手征带结构, 可由本理论模型描述为某些原子核具有自发破缺的内禀平均场的结果. 作为该理论的应用,通考察原子核的旋称反转和手征性现象, 研究了三轴转动这个核结构中的基本问题. 旋称反转现象被解释为三轴变形核中动力学推转轴的改变. 对¹³⁴Pr中的候选手征二重带的性质给出了新的认识.     

Rb晕带signature反转的机理

将角动量投影壳模型应用到84Rb核，对组态为πg9/2νg9/2的正宇称晕带和组态为π(p3/2,f5/2)νg9/2的负宇称晕带理论计算和实验结果进行了比较，特别是对正宇称晕带中的signature反转机理进行了探讨.角动量投影壳模型计算显示正宇称晕带中的signature反转是原子核随自旋增加形状发生变化的信号，其间原子核从低自旋的长椭球通过三轴形变变到高自旋的扁椭球.此外，还确定了此两带的原子核形状.     

A^80核区在束γ谱学研究进展

为深入研究原子核手征对称性自发破缺等重要的科学问题,山东大学(威海)核物理研究团队利用在束γ谱学实验技术,系统研究了A^80核区一系列原子核的能级结构,丰富了这个区域原子核的谱学信息,并对这些原子核的对称性、形状和运动模式等问题进行了探讨。研究结果表明,在A^80核区存在包括奇奇核和奇A核在内的多例候选手性原子核,能级寿命测量支持80Br的手性解释。此外,本文也讨论了随着中子数的增加,手征几何和八极关联效应的演化情况以及这个核区近球形核的中子跨壳激发现象。     

反射不对称壳模型及Ra八极形变带的描述

应用变分法,建立了反射不对称壳模型(RASM)的基本理论框架.通过计算RASM的本征方程可以得到原子核的八极转动带.在RASM框架下,再现了典型八极形变偶偶核Yrast带的一些基本特征.计算了典型八极形变偶偶同位素^222—230Ra的Yrast带,理论与实验符合得很好.     

自洽处理对关联的RMF+SLAP方法对Sn核性质的研究

在自洽的相对论平均场理论框架下, 用严格保持粒子数守恒的类壳模型方法, 即RMF+SLAP方法,研究了Sn同位素链的性质并与没有考虑对关联对平均势场影响的非自洽计算进行了比较.结果表明, 自洽的RMF+SLAP方法能够正确给出原子核形变随平均对力强度的变化, 给出Sn同位素链的每核子结合能, 单中子与双中子分离能, 四极形变随质量数A的变化等的很好描述.表明了研究原子核性质时, 正确和自洽处理对关联以及堵塞效应的重要性.     

Gammasphere上裂变丰中子核核结构若干前沿领域的新进展(Ⅰ:第一和第二部分)(英文)

(第一和第二部分):使用Gammasphere多探测器系统对252Cf裂变源瞬发γ射线进行γ-γ-γ和γ-γ(θ)符合测量,裂变丰中子原子核核结构若干前沿领域的深入研究获得了新的进展。高达5.7×1011以上的三重和更高重符合事件的数据统计,以及更少压缩的三维数据为宽广未知丰中子核区的寻找和研究提供了有利的条件。在具有重要物理意义的若干丰中子核区首次建立,或显著扩展了一批包括转晕态和转晕附近能态的高自旋能级纲图。在偶-偶丰中子核110,112Ru和108Mo中鉴别出了手征对称破缺结构。丰中子110,112Ru附近核的三轴形变基态具有最低的能量,在它们之中已确认了接近最大值的三轴形变。在这些Ru和Mo同位素中观察到的手征双线能带展示出手征破缺的一切特征,特别是其理想的能量简并,表明它们在迄今已报道的手征破缺结构中,具有最好的手征特性。研究了手征结构从具有γ软度的108Ru到具有大三轴形变的110,112Ru的过渡。斜轴推转(TAC)和随机相近似(RPA)理论计算成功地拟合了在这些偶-偶丰中子核中观察到的手征双线能带的特性,并指定其为软手征振动态。在这些偶-偶核中观察到的手征破缺不可能归纳为奇-奇核中那样的简化的几何图像。前者来自闭壳外所有中子的相互作用。对双幻核132Sn附近N=83同中素链的系统研究为这个极富吸引力的核区提供了大量新的谱学信息。N=83同中素135Te(Z=52),136I(Z=53),137Xe(Z=54),138Cs(Z=55)和139Ba(Z=56)的最新能级信息,特别是首次建立的138Cs高自旋能级纲图和壳模型理论计算表明,Z=50质子闭壳外少数g7/2价质子激发同N=82中子闭壳外之唯一f7/2价中子的耦合对该核区能级结构具有关键作用。观察到了132Sn和208Pb附近核区谱学信息的相似性和相对应的三粒子和五粒子态。在135Te中观察到了磁转动,这是在双幻核132Sn附近观察到的首例磁转动。     

超形变带的唯象分析

利用量子代数两种不同的表示和原子核软度系数的定义,给出了描述正常形变核和超形变核两个不同的转动谱公式.对A～190,150区超形变转动带的分析结果表明,超形变带能谱公式不仅可以相当精确地描述γ跃迁能谱,而且可以复现动力学转动惯量的“返转”(turnover)现象.     

101Pd的能级结构研究以及与其邻近核素的系统性对比

在本工作中,我们主要研究了101Pd核中$ \nu_{11/2} $带的能级结构,并与临近同位素相对应的能级结构进行了对比。研究发现在Pd同位素链,即$ N\!= \!Z\! =\! 50 $的壳附近,三轴形变的演变符合很好的系统性,即从小的不稳定形变逐渐演变为稳定的长椭形变。同时,我们也做了总势能面(TRS)随着原子核转动频率以及中子数变化的系统计算,结果也支持该核区不稳定三轴形变演化的规律。     

奇时间(time-odd)分量对41Ca性质的影响

发展了包括奇时间(time-odd)分量的三轴形变的RMF理论模型, 采用包含σ和ω介子自相互作用以及微观质心修正的PK1有效相互作用, 自洽考虑了由于奇A核中的未配对的核子对时间反演不变性的破坏所导致的重子流, 以⁴¹Ca为例, 研究了奇时间分量对重子流以及原子核性质的影响.     

类O(6)原子核三轴形变的解析描述

在相互作用玻色子模型(IBM)的内禀态下,用自治Q算符框架(CQF),引入L=3的三体势,建立用IBM解析描述原子核三轴形变参数β、γ的理论方案. 计算了Xe、Ba和Ce偶偶核素的三轴形变参数,与硬三轴转子模型(RTRM)的结果进行比较,较精确地描述了原子核的三轴形变性质.     

质子数Z 分别位于Ru 之上和之下的A~(100~126) 丰中子原子核三轴形变在原子核形状变迁和共存中的重要作用(英文)

基于Ru (Z = 44) 丰中子同位素中存在最大三轴形变的理论预言和实验证据,综述了近年来Rh (Z = 45),Pd (Z =46), Ag (Z =47), Cd (Z =48)(质子数Z 位于Ru,Z =44 之上)及Zr (Z =40), Nb (Z =41), Mo (Z =42),Tc (Z =43)(质子数Z 位于Ru,Z =44 之下) 的A~ (100~126) 丰中子同位素中关于三轴形变的形状变迁和形状共存系统性研究的重要进展。252Cf 自发裂变瞬发 射线-- 三重符合、特别是新建立的--- 四重符合数据的系统观测和研究,在Ru, Pd, Cd 和Nb 丰中子同位素中显著扩展或首次观测到了一系列能带,为这个核区原子核形状的研究提供了新的、重要的实验数据。联系此前报道的有关进展,使用PES, TRS, PSM, CCCSM 和SCTAC 理论模型计算拟合新的实验数据,在该核区沿同中素和同位素链,并随自旋和激发能变化各自由度,跟踪原子核形状渐进变化,获得了新的系统性研究成果,显著扩展和深化了人们对原子核形状变迁和形状共存的认知。对于Ru 及其上的Rh (Z = 45), Pd (Z = 46), Ag (Z = 47) 和Cd (Z = 48) 丰中子同位素的研究表明:Rh 丰中子核具有比最大值稍小的三轴形变,γ = 28°,并在103{106Rh 同位素链上鉴别出了手征对称破缺;在三轴形变核112Ru和114Pd(N = 68)中发现了三轴原子核的摆动运动,该摆动运动也可能在114Ru (N = 70)中存在;观察到了从具有最大三轴形变的110,112Ru 中手征破缺到稍小三轴形变的112,114,116Pd 中扰动的手征破缺的过渡;在较软的Ag 核中观察到了丰富的谱学结构,在104,105Ag 中鉴别出了可能的手征对称破缺,在较重的115,117Ag 中提出了趋于三轴形变的软度;具有小形变的Cd核的能级结构被解释为准粒子耦合、准转动和软三轴形变;最近的库伦激发的研究提供了Z = 50, N = 82满壳附近122,124,126Cd 核中出现核集体性的实验和理论证据;上述研究成果展现出从Ru中的最大三轴形变(γ=30°,三轴形变极小增益为0.67 MeV), 经具有大三轴形变的Rh核γ=28°),到Pd核中的稍小、但稳定于中等自旋到高自旋区的三轴形变(γ~41°,三轴形变极小增益为0.32 MeV),再经Ag核中的软度,最后到具有很小形变、但仍出现集体性质、包括软三轴形变的Cd核的过渡。对于Pd核转动带交叉系统性的研究揭示了其第一带交叉(νh_11/2)2 中子转动顺排的上行驱动,和第二带交叉(πg_9/2)2质子转动顺排的下行驱动效应,成功地解释了114Pd 中的三轴摆动运动,并给出了110-118Pd同位素链中理论早已预言、而比早期理论预言更为完整准确的形状渐进变迁和形状共存的图像。根据该核区的系统研究,发现最大三轴形变出现在112Ru,而在相邻的偶Z(Pd)同位素链,三轴形变极小的中心在114Pd, 两者均为N = 68。上述系统性研究沿相邻的Ru和Pd偶Z同位素链,在N =68同中素中鉴别出最大三轴形变,均比理论预言的108Ru 和110Pd 多4个中子。在Z值位于Ru (Z = 44) 之下的Zr (Z = 40), Nb (Z = 41), Mo (Z = 42) and Tc (Z = 43) 丰中子同位素中,Y和Zr核具有很强的轴对称四极形变,而在较重的Zr同位素中出现了自由度;较重的Nb核(A = 104~106) 基态具有中等程度的软三轴形变和强四极形变,随着自旋和激发能的增加,过渡到接近于轴对称的强四极形变;而较轻的Nb核(A≤103) 基态均接近轴对称形状;在Nb同位素链上基态由球形到强四极形变的形状突变发生在100Nb(N = 59),在100-106Nb同位素链中基态的软三轴形变随中子数增加而增加;在Nb核中还观察到关于软三轴形变的形状共存;Mo核具有大的三轴形变,观察到了振动和手征对称破缺;Tc核具有比最大值稍小的三轴形变,γ=26°,并观察到了手征对称破缺。质子数Z从41到48的A~(100~126)丰中子同位素,特别是Pd和Nb 同位素,呈现出关于三轴形变的过渡特征。This paper reviews the systematic investigations and understanding for the shape transitions and coexistence with regard to triaxial deformations in A s 100 to 126 neutron-rich Rh (Z = 45), Pd (Z = 46), Ag (Z = 47), Cd (Z = 48) and Zr (Z = 40), Nb (Z = 41), Mo (Z = 42), Tc (Z = 43) isotopes with Z beyond and below Ru (Z = 44), respectively, in Ru the maximal triaxial deformation having been predicted and deduced. The recent measurements and studies of prompt triple- and four-fold, γ-γ-γ and γ-γ-γ-γ, coincidence data from the spontaneous fission of 252Cf using Gammasphere have yielded considerable expansion and extension or first observation of the bands in Ru, Pd, Cd, and Nb isotopes,which provided important data for the studies of nuclear shapes in this region. Combined with previous investigations, recent systematic studies of the new data well reproduced by PES, TRS, PSM, CCCSM and SCTAC model calculations have traced shape changes along the isotonic and isotopic chains, respectively,and with changing excitations/spins as well, significantly expanding our knowledge of shape transitions/coexistence in nuclei.For the neutron-rich Ru and beyond, Rh, Pd, Ag and Cd isotopes, triaxial deformations γ= 28°,slightly smaller than the maximal value, were deduced in Rh (Z = 45) isotopes, with chiral symmetry breaking proposed in 103-106Rh; onset of wobbling motions were identified in 112Ru and 114Pd (N =68),and probably also in 114Ru (N =70); evolution from chiral symmetry breaking in 110,112Ru with maximal triaxial deformations to disturbed chirality in 112,114,116Pd with less pronounced triaxial deformations was proposed; rich nuclear structure was proposed in soft Ag isotopes with possible chiral doubling structure suggested in 104,105Ag, and softness towards triaxial deformation proposed in heavier 115,117Ag;quasi-particle couplings, quasi-rotations and soft triaxiality were suggested in Cd (Z =48) isotopes with small deformations; onset of collectivity was recently suggested in 122,124,126Cd in the vicinity of Z =50 and N = 82 closed shells by studies of Coulomb excitations; shape evolutions from maximal triaxial deformations in Ru (γ=30°, with triaxial minimum energy gain of 0.67 MeV), through Rh with large triaxial deformations ( γ=28°), to less pronounced triaxiality in Pd (with triaxial minimum energy gain of 0.32 MeV), then soft triaxiality in Ag, and finally to slightly deformed Cd isotopes but with emergence of collectivity and soft triaxiality were proposed. The systematic studies of the band crossings in Pd revealed up-rising drivings of the first band crossings caused by (νh_11/2)2 and down-sloping drivings of the second band crossings by (πg_9/2)2, explained the onset of wobbling motions in 114Pd,and showed a long-sought picture of shape evolution and coexistence in the Pd isotopic chain which is more complete but complex than earlier predictions. Based on the systematic studies in the mass region,maximal triaxial deformation is found to be reached in 112Ru and less-pronounced triaxiality centered at 114Pd, both for N =68, four neutrons more than predicted in earlier theoretical calculations.In the neutron-rich Zr (Z =40), Nb (Z =41), Mo (Z =42) and Tc (Z =43) isotopes with Z just below Ru, large quadrupole deformations of axially symmetric shapes were deduced in Y and Zr isotopes, with emergence of the degree of freedom having been suggested for heavier Zr isotopes; medium triaxial deformations were deduced for the ground states of heavier (A > 104) Nb isotopes, and, with increasing excitations and spins, evolution from medium triaxial deformations with strong quadrupole deformations at ground states to nearly axially-symmetric shapes were deduced; light Nb isotopes (A6103) have near axially-symmetric shapes with strong quadrupole deformations; combining with the identification of onset of strong quadrupole deformation at 100Nb in the Nb isotopic chain, an increase of soft triaxiality with increasing neutron number was proposed in 100-106Nb. Shape coexistence with regard to soft triaxiality is also proposed in Nb isotopes; large triaxial deformations, vibrations and chiral doublets were proposed in Mo isotopes; chiral doubling and large triaxial deformations (γ ~26°) slightly smaller than the maximal triaxiality were suggested in Tc isotopes.The neutron-rich nuclei with Z ranging from 41 through 48 and A ~100 to 126, especially the Pd and Nb isotopes are thus found to be transitional nuclei with regard to triaxiality.     

A～100区奇奇核手征候选带的检验

基于一个粒子与一个空穴和三轴转子相耦合的手征图像, 可得到关于理想手征带的6条判据. 利用6条判据, 检验了100区奇奇核的两个候选手征带: ¹⁰⁴Rh和¹⁰⁶Rh的候选手征带. 研究表明虽然¹⁰⁴Rh的双带比¹⁰⁶Rh更简并, 但¹⁰⁶Rh比¹⁰⁴Rh满足更多的理想手征判据. 这表明具有部分能级近简并(<50keV)的双带结构并不一定比保持恒定能量差(200—300keV)的双带接近理想手征带.