關(guān)于原子核殼演化的研究
當(dāng)原子核的核子數(shù)(質(zhì)子或中子)為2,8,20,28,50,82,126的時(shí)候,原子核性質(zhì)會(huì)表現(xiàn)出格外的穩(wěn)定性,這些數(shù)字被稱之為原子核的“幻數(shù)”。Mayer 和 Jensen等人利用包含了自旋軌道耦合的殼模型對(duì)幻數(shù)進(jìn)行了成功的解釋,他們開(kāi)創(chuàng)性的工作被授予1963年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。隨著對(duì)遠(yuǎn)離穩(wěn)定線原子核性質(zhì)的研究,人們發(fā)現(xiàn)在某些區(qū)域原子核殼結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化,與傳統(tǒng)殼模型的描述很不一致。為此人們給出了很多理論解釋,其中張量力作為新殼演化的重要原因,近些年成功地解釋了核素圖中多個(gè)質(zhì)量區(qū)域新的殼演化規(guī)律,受到人們的廣泛關(guān)注。 雙幻核132Sn(Z=50,N=82)附近由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)缺乏,人們對(duì)該區(qū)域殼結(jié)構(gòu)是否會(huì)發(fā)生變化一直存在著爭(zhēng)論。因此,實(shí)驗(yàn)上進(jìn)一步研究該區(qū)域的殼演化特征,探討殼演化內(nèi)在機(jī)制是一個(gè)非常重要而有趣的課題,對(duì)理解核天體物理中的快中子俘獲過(guò)程也有重要意義。圖1. 奇質(zhì)量Ag同位素第一個(gè)1/2-態(tài)和9/2+態(tài) 圖2. (a) 理論計(jì)算的質(zhì)子有效單粒子能能級(jí)差的系統(tǒng)性演化 曲線。(b) 中子在h11/2軌道的占據(jù) 近期,核物理與核技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的李智煥、華輝課題組和合作者在日本理化學(xué)研究所開(kāi)展了對(duì)123Pd和125Pd核的β衰變實(shí)驗(yàn)研究,首次在衰變子核123Ag和125Ag 的低激發(fā)能區(qū)發(fā)現(xiàn)了具有β放射性的同核異能態(tài)。利用新發(fā)現(xiàn)的同核異能態(tài),討論了奇質(zhì)量Ag同位素中由πg(shù)9/2 和 πp1/2兩個(gè)軌道形成的Z=40次閉殼能隙在N=82附近的演化(見(jiàn)圖1)。研究表明在N=82處,Z=40次閉殼能隙可能存在明顯的減小。為了進(jìn)一步了解殼演化的微觀機(jī)制,使用包含了張量力的殼模型計(jì)算了這個(gè)質(zhì)量區(qū)單粒子軌道的演化,結(jié)果顯示相比于N=50處,Z=40次閉殼能隙在N =82處存在明顯的減小,張量力對(duì) Ag 同位素中πg(shù)9/2 和 πp1/2 軌道以及 Z=40 次閉殼能隙在接近 N=82 時(shí)的演化起到非常重要的作用(見(jiàn)圖2)。研究工作發(fā)表在近期《物理評(píng)論快報(bào)》[Phys. Rev. Lett. 122, 212502 (2019)]上。 研究論文第一作者是北京大學(xué)博士生陳志強(qiáng),李智煥和華輝為該論文的共同通訊作者。研究工作得到了科技部項(xiàng)目和基金委項(xiàng)目的資助。
北京大學(xué)
2021-04-11