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A~100区丰中子原子核结构性质的研究

王国华  
【摘要】:丰中子核的研究是当前核物理的前沿课题之一,在质量数A~100区域附近,丰中子核展现了许多有趣的核结构现象,早在40年前,当Cheifetz等人观察到Zr同位素的结构出现大形变开始,这个区域的研究就开始被人们所关注,并且在此基础上又发现了一系列大形变、稳定形变的质量核区。近年来,随着高分辨率的大型γ探测阵列,比如Gammasphere, Eurogam的发展,A~100丰中子核区核结构的研究取得了很大的进展《实验上已经可以研究比较丰中子的近滴线附近的原子核结构,该核区的核谱信息得到了极大的丰富。A~100核区的原子核恰好位于核素图核合成过程的拐点处,因此对该核区的实验和理论研究有重要的物理意义。由于该核区的质子和中子开始填充g9/2和h11/2单粒子轨道,使得该核区原子核的性质对核子的具体填充有很强的依赖性,因此在这一核区实验上也观测到了丰富的实验现象。比如:形变突然增加、形状共存、全同带等现象。 运用壳模型研究中重核在核物理中是一个长期存在的问题,原因在于组态空间截断在壳模型中是一个必要步骤,所以,在此基础上,投影壳模型(PSM)在平均场下做了组态空间截断,这就说明了投影壳模型提出了一种搭建两种传统方法的桥梁的构想,一种为变形平均场近似方法,它很普遍的应用到中重核,但在对物理意义描绘中仅仅局限在内禀框架下,另一种即为球壳模型对角化方法,它是非常基本的且灵活应用在一些核子数少的核中。所以,运用投影壳模型将两种方法的优点结合起来,能更好的解释一些物理现象并探究其本质。而且,在投影壳模型中,采用投影方法恢复了好角动量,因而得到的理论结果可以直接和实验数据进行对比,来解释实验现象。 所以,基于A-100核区核结构现象的最新发现,同时为了了解丰中子核的结构,本文运用投影壳模型方法对98~101Sr、100~103Zr轴对称核素进行了系统的研究,主要对这些核素的能谱信息作了详细的理论分析,发现理论很好的再现了实验,同时,我们对该区域出现的全同跃迁现象也给出了相应的解释说明。 首先,通过对各核素能谱的进一步研究,已知的实验数据很好的得到了重现,我们也进一步预测了一些低激发形变带,研究表明,高j闯入态中子轨道h11/2和质子轨道g9/2对原子核形变的发生起了主要作用。对于偶偶核,我们对多准粒子带以及基带作了详细的描述,我们发现其边带主要是由N=4和N=5壳层上的准中子激发产生的,即高j闯入轨道g9/2和h11/2的中子对破缺引起的;对于奇质量同位素核,主要讨论了激发的单粒子组态。其次,通过对98,10。Sr同位素基带全同跃迁的研究,我们发现实验结果在投影壳模型的计算中得到了很好的再现,通过对98,100Sr基带转动惯量的进一步研究,表明了在这两个核中不仅有全同的跃迁能量,而且具有很相近的转动惯量,因此证明这两个核在低自旋区域为全同带,并且在理论与实验的比较中,理论计算的转动惯量随转动频率的变化稍偏离于实验数据,则被解释为在理论计算中形变参数取固定值,没有随着自旋的变化而变化。我们希望本文的预测可以帮助将来的实验更好的确定比较丰中子核的带结构。


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