基于壳模型配对近似的形变原子核结构微观研究
批准号:
12075169
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
傅冠健
依托单位:
学科分类:
核结构与衰变
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
傅冠健
中文摘要
原子核形变、集体运动、形状演化和相变是原子核物理的重要课题之一。与Nilsson平均场模型、几何集体模型等形变理论的出发点不同,壳模型基于组态相互作用方法研究轻核区和中等质量区形变原子核。在重质量区,Sm、Gd等同位素链表现出比较明显的形状相变现象,闯入轨道对原子核的集体性发挥重要作用,但是大规模壳模型的组态空间维数太大难以处理。因此在壳模型框架下对重质量区形变原子核的研究是人们长期关注的难题之一。本项目拟发展大规模壳模型的配对近似理论m-scheme计算方法,在此基础上开展与形变原子核相关的核结构理论研究工作,主要包括形变原子核的配对近似组态、稀土区原子核从球形到四极形变的演化和相变、八极形变原子核的低激发态性质和Schiff矩。本项目的研究成果将为原子核集体运动和结构演化提供进一步的理论解释,加深对原子核配对机制的理解,为强相互作用CP对称性破缺的研究提供理论支持。
英文摘要
The nuclear deformations, collective motions, shape evolution and phase transition have always been one of the most important frontiers in nuclear physics. Deformed nuclei are usually studied in nuclear structure theories such as the Nilsson mean-field model and the geometric collective model, where the permanent deformations are emphasized. From another perspective, deformed nuclei in the light- and medium-mass regions have also been studied based on the configuration interaction method in the shell model. In the heavy-mass region, the Sm and Gd isotopes exhibit obvious phenomena of the shape phase transition, and the intruded single-particle orbits play an important role in nuclear collectivities, however, the configuration space of the large-scale shell model is too gigantic to handle. Handling well-deformed heavy-mass nuclei in the frame work of the shell model has been a long standing problem. In this proposal, we shall develop a large-scale m-scheme algorithm for the nucleon-pair approximation of the shell model and study several issues associated with deformed nuclei. Our study includes nucleon-pair configurations for deformed nuclei, nuclear shape evolution and phase transition from the spherical shape to the quadrupole deformation in the rare-earth region, low-lying states of octupole-deformed nuclei and the nuclear Schiff moment. The accomplishment of this project shall provide a deeper understanding of nuclear collective motions, structure evolutions, nucleon-pair correlations, and the strong CP violation.
在壳模型框架下研究重核区形变原子核是核物理领域的重要挑战。本项目基于原子核壳模型和配对理论对形变原子核结构开展微观研究,取得了一系列重要进展:发展适用于形变原子核的壳模型配对近似理论和大规模并行计算Fortran程序;揭示四极形变原子核的配对机制;阐明稀土区原子核形状演化、子壳效应、量子相变等现象的物理机制;揭示核系统在四极形变SU(3)和八极形变Sp(Ω)、SO(Ω)群极限下的物理图像;新增壳模型有效相互作用、重核单粒子激发弱耦合到集体运动的演化和共存等方面的研究。这些进展为系统性理解原子核结构提供重要理论依据。项目具体研究成果丰富:发展配对结构系数的共轭梯度法和Hartree-Fock算法,成功复现Elliott SU(3)动力学对称性极限,解释形变原子核集体转动和形状共存现象;提出角动量投影粒子数守恒的BCS理论,预言部分重核低激发态性质,首次实现稀土区六条同位素链的统一微观描述;通过单极和多极修正得到新的壳模型有效相互作用,阐明奇质量Te同位素结构与原子核“非集体”转动机制;改进库仑项并引入壳修正项,提出高精度镜像核质量关系式,研究对称能和Wigner能对原子核结合能的影响;与实验组合作研究Nb-91、Nb-93和Rn-206及其附近核素能级结构,对壳结构及单粒子激发向集体运动演化进行理论阐释。项目执行期间,团队在Physical Review C、Chinese Physics C等期刊发表12篇主要作者论文,其中1篇为PRC Letter,2篇获编辑推荐。另有2篇论文因提前完成研究且发表早于项目开始时间未列入成果列表,2篇论文投稿在审。项目负责人获得国家优秀青年科学基金资助,举办多次国内学术会议,参加国际会议并作口头报告,培养多名研究生;项目主要成员多次参加国内会议并作口头报告。本项目研究成果对国内原子核结构理论发展起到了积极作用。
N=Z原子核低激发态的质子—中子配对关联
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批准号:11605122
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2016
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负责人:傅冠健
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依托单位:
国内基金
海外基金