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《物理评论快报》报道李智焕、华辉课题组和合作者在原子核壳演化研究上的新进展
发布日期:2019-05-29 浏览次数:

《物理评论快报》报道李智焕、华辉课题组和合作者在原子核壳演化研究上的新进展

当原子核的核子数(质子或中子)为2,8,20,28,50,82,126的时候,原子核性质会表现出格外的稳定性,这些数字被称之为原子核的“幻数”。Mayer 和 Jensen等人利用包含了自旋轨道耦合的壳模型对幻数进行了成功的解释,他们开创性的工作被授予1963年诺贝尔物理学奖。随着对远离稳定线原子核性质的研究,人们发现在某些区域原子核壳结构发生了显著变化,与传统壳模型的描述很不一致。为此人们给出了很多理论解释,其中张量力作为新壳演化的重要原因,近些年成功地解释了核素图中多个质量区域新的壳演化规律,受到人们的广泛关注。

双幻核132Sn(Z=50,N=82)附近由于实验数据缺乏,人们对该区域壳结构是否会发生变化一直存在着争论。因此,实验上进一步研究该区域的壳演化特征,探讨壳演化内在机制是一个非常重要而有趣的课题,对理解核天体物理中的快中子俘获过程也有重要意义。

图1. 奇质量Ag同位素第一个1/2-态和9/2+态 图2. (a) 理论计算的质子有效单粒子能能级差的系统性演化 曲线。(b) 中子在h11/2轨道的占据

近期,核物理与核技术国家重点实验室的李智焕、华辉课题组和合作者在日本理化学研究所开展了对123Pd和125Pd核的β衰变实验研究,首次在衰变子核123Ag和125Ag 的低激发能区发现了具有β放射性的同核异能态。利用新发现的同核异能态,讨论了奇质量Ag同位素中由πg9/2 和 πp1/2两个轨道形成的Z=40次闭壳能隙在N=82附近的演化(见图1)。研究表明在N=82处,Z=40次闭壳能隙可能存在明显的减小。为了进一步了解壳演化的微观机制,使用包含了张量力的壳模型计算了这个质量区单粒子轨道的演化,结果显示相比于N=50处,Z=40次闭壳能隙在N =82处存在明显的减小,张量力对 Ag 同位素中πg9/2 和 πp1/2 轨道以及 Z=40 次闭壳能隙在接近 N=82 时的演化起到非常重要的作用(见图2)。研究工作发表在近期《物理评论快报》[Phys. Rev. Lett. 122, 212502 (2019)]上。

研究论文第一作者是北京大学博士生陈志强,李智焕和华辉为该论文的共同通讯作者。研究工作得到了科技部项目和基金委项目的资助。