原子核壳模型在丰中子核大规模计算中的应用

【摘要】：得益于实验技术的发展，近年来，在丰中子核区积累了大量的实验数据。这为人们在远离β稳定线时研究核力的性质创造了良好的条件。而借助于计算机技术，利用壳模型在较大的模型空间下对原子核体系开展大规模的计算，是核物理研究的重要方法。本文主要围绕扩展的对力加多极力加单极修正模型（EPQQM模型），利用大规模的壳模型计算程序对中重质量的丰中子核区开展结构研究。 论文首先简单介绍了大规模壳模型计算的基本思想，M-scheme和J-scheme两种构造基矢的途径，求解本征能量时Lanczos方法的对角化过程以及在给定的模型空间下决定体系有效相互作用的常用方法，并着重讨论了在EPQQM模型下如何得到剩余的两体相互作用矩阵元。基于EPQQM模型，我们开展了以下几个工作： 在132Sn质量区，我们利用EPQQM模型确立了一个新的有效相互作用，并对132Sn之上具有少许价核子的丰中子核进行了大规模的壳模型计算。这个相互作用系统描述了A=133135核素从低自旋到高自旋壳芯激发态的能级，并再现了可获取的电磁跃迁的实验数据。计算表明，在该质量区除了存在八极关联外，还存在着十六极关联。 通过修改已有的EPQQM相互作用参数，我们在fpg9/2的模型空间下，对丰中子的5762Mn同位素开展了大规模壳模型计算。我们系统考察了奇质量的57,59,61Mn高至J=27/2和奇奇核58,60,62Mn高至J=16正负宇称的能级，强调了中子g9/2激发对于这些核素能谱的重要性。对于58,60,62Mn负宇称转动带的考察，突出了中子g9/2激发是该丰中子区集体性突然闯入的主要因素。 单极相互作用能够影响丰中子核体系的有效单粒子能量，引起壳演化，从而使得体系产生结构上的变化。我们在EPQQM相互作用的框架下，以丰中子核58,60Mn的旋称翻转和76Ge刚性三轴形变对于单极修正的敏感性为例，讨论了单极相互作用对于丰中子核壳演化和结构的影响，以此说明EPQQM模型中的单极修正在丰中子核大规模计算中所起的作用。 论文的研究工作表明，基于EPQQM模型得到的有效相互作用，对丰中子核开展大规模的壳模型计算，是一种非常有效的方法。利用这种有效相互作用，可以很好地解释实验上获得的丰中子核的奇异结构，并给出较好的预言。本文的研究还与国际上正在开展的丰中子区的核结构实验密切相关，并对极端条件下认识核力的性质以及核天体物理r过程研究核素丰度具有重要的意义。