原子核转动谱理论与超形变带的研究

原子核转动谱理论与超形变带的研究

陈永静[1]2001年在《原子核转动谱理论与超形变带的研究》文中指出本文首先对核结构模型、原子核转动谱理论进行了概述。在此基础上,着重对超形变带的自旋进行了指定,进而对转动惯量进行了较为详细的分析。最后对全同带进行了研究,得到了一些有意义的结果。 一、系统概述了几种取得很大成功的核结构模型,并对近年来发展起来的一种新的壳模型—投影壳模型进行了初步的介绍。 二、对多种转动谱基本公式进行了系统的分析,为转动谱的研究提供了有价值的信息。本文用Bohr-Mottelson的I(I+1)展开公式拟合锕系和稀土区偶偶核正常形变带的能谱,结果表明Bohr-Mottelson的I(I+1)展开公式对于正常形变带的描述是很成功的。这说明正常形变核具有较好的轴对称性。同时,本文对吴-曾两参数ab公式和叁参数abc公式进行了分析,并比较了它们的收敛性。结果表明,对于超形变带,ab公式和abc公式都有一定程度的局限性,但两参数ab公式的收敛性优于叁参数abc公式。 叁、对超形变带进行了自旋指定并对转动惯量进行了分析,得出了一些有意义的结论。首先,我们用Harris两参数公式对A~190区超形变带的自旋进行了指定,指定的带首自旋值与吴-曾两参数ab公式指定的带首自旋值非常一致。实验上已测出的几条能级的带首自旋值,本文的结果与其也是一致的。由Harris两参数公式提取的第二类转动惯量J~(2)的计算值与实验值很接近。接着,我们又用Bohr-Mottelson的I(I+1)展开的四参数A,B,C,D公式对A~150区超形变带的E_γ能谱进行了拟合,同时还进行了自旋指定。结果表明Bohr-Mottelson的I(I+1)展开四参数公式能很好地拟合A~150区大部分超形变带(但有些带的收敛性稍微差一点,可能是其自旋值比较大的原因)。在进行自旋指定的同时,本文从理论上系统地计算了A~150区超形变核的第一类转动惯量J~(1)和第二类转动惯量J~(2)的值,并与各自的实验提取值进行了比较。我 摘 要.n-们发1见尽极打些带的能谱拟合的较好,但J门’的理论值与实验值符合的不好,水义给出了初步的解释,可能因为奇核子的小粒子性较强,集体运动性较弱。然后我们对 A叫,A叫50,A叫0羽IA叫0核区实验上迄今发现的所有超]6变朋偶1亥、奇A核、奇奇核晕带的动力学转动惯量J(’)进行了系统的分析,指出了各个核区.尸”变化的可能原区]。 叫、概述了全冈带发展的最新进展,井对全同带进行了分析与研究。初步了解了全同带的特点、成因与性顶,升用**价-恤”*h。n的八I+1)展开的四参数转动诽公式对部分典型的全同带进行了分析,最后我们得出结论,所谓全同带的确上是两 个千了J”‘比较接 近,但它们的*”和人一般并刁相等,而Siglltlllll·IXI偶带则几乎全同。这个结论与文献D7」的结论是一致的。

徐辅新, 陈永静, 郭建友, 阮图南[2]2000年在《原子核转动谱理论若干问题的研究进展》文中研究表明简述了转动谱理论若干问题的最新进展 ,并以Bohr-Mottelson的I(I+ 1 ) 展开转动谱公式为例 ,分析了它们对于正常形变带以及超形变带的能谱拟合 ,参数关系和自旋指定等前沿课题。

温亚媛[3]2003年在《原子核性质奇偶差和超形变全同带的研究》文中提出本文首先对原子核结构的基本理论进行了系统的描述,对液滴模型、费米气体模型、壳模型、集体模型等的背景以及它们的应用作了细致而又简明的归纳和总结,一方面指出了这些模型的成功之处,以及这些模型在发展原子核理论并建立完整的原子核理论体系中的重要作用,同时也指出了它们的局限性。 本文的重点是在对关联的基础上,系统地研究了原子核性质的各种奇偶差,主要研究结果有以下叁个方面:(1)从原子核的结合能公式出发,运用结合能奇偶差的公式,拟合A为130,150和190区的原子核的实验数据,可以看出结合能存在的奇偶差,表明偶偶核比相邻的奇偶核稳定,奇偶核比相邻的奇奇核稳定,得到了与实验一致的结果。(2)对转动惯量进行了较为细致的分析,运用转动惯量奇偶差的公式,拟合A为130和150区的原子核的实验数据,可以看出130和150区并不表现出明显的奇偶差现象,而190区的转动惯量存在着奇偶差,说明130区和150区的对关联比较弱,而190区的对关联比较强,这个结论与实验的结果也是一致的。(3)对原子核的其它性质(如慢中子引起的裂变,带交叉频率的奇偶差等)的奇偶差也作了简要的研究,正是由于对关联的存在,其他性质也表现出一系列的奇偶差。 本文最后对超形变全同带发展的最新进展进行了概述,初步介绍了全同带的特点、成因与性质。在此基础上运用Bohr-Mottelson的I(I+1)展开公式对部分较为典型的超形变全同带进行了分析,最后得出结论:所谓全同带的确只是两个带的了J~((2))比较接近,但两个带的J~((1))和J_0一般并不相等,而signature对偶带更接近全同。这个结论与文献[17]的结论是一致的。

贺创业[4]2006年在《~(106)Ag磁转动与手征转动实验研究》文中认为磁转动和手征转动是原子核高自旋态研究中新的运动模式,并成为当今核结构研究中的两个热点。S.Frauendorf等人用平面的TAC(倾斜轴推转壳模型)和非平面的TAC模型以及粒子转子模型对原子核的磁转动和手征转动做出了合理的解释,并预言在A≈100区的奇奇核中也存在这两种转动特征。2004年,在A≈100区的~(104)Rh中发现了第一例手征二重带,本文选取~(104)Rh的相邻奇-奇同中子异位素~(106)Ag作为目标核开展对磁转动带和手征二重带的寻找。实验是在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上,用束流能量为60MeV的熔合蒸发反应~(100)Mo(~(11)B,5n)~(106)Ag布居~(106)Ag的高自旋态。实验靶~(100)Mo的厚度为2.5mg/cm~2,并带有11mg/cm~2的Pb衬。实验用15个HPGe探测器组成的γ探测阵列,探测反应中产生的γ射线,共记录了约130x10~6个两重以上的γ-γ符合事件,离线将符合数据反演成对称的E_γ-E_γ两维能量矩阵和非对称化的DCO矩阵。采用基于PC-Linux的RADWARE软件对上述两维矩阵进行开窗谱分析,建立能级纲图。本工作发现了~(106)Ag 26条新γ跃迁,建立一条新的转动带,并找到正负宇称带之间的连接跃迁,对前人的纲图做了很大的修改与扩充,新的能级纲图主要由六条转动带组成。根据Nilsson单粒子能级、准粒子角动量顺排、系统学比较和转晕谱学布居规则和B(M1)/B(E2)的实验值与理论计算值比较,对~(106)Ag各转动带进行了组态指定。在此基础上,分别对~(106)Ag核结构中存在的磁转动和手征转动现象进行了讨论。Band 1的组态被指定为πg_(9/2)(?)υ[h_(11/2)~2(g_(7/2)/d_(5/2))],当hω≈0.6MeV时,有一对g_(7/2)或d_(5/2)的中子顺排,组态变为πg_(9/2)(?)υ[h_(11/2)~2(g_(7/2)/d_(5/2))~3]Band 1有如下特征:(1)它是△1=1的转动带;(2)B(M1)/B(E2)值比普通的电四极转动带大一个量级:(3)旋称劈裂近似为零或不存在旋称劈裂;(4)角动量主要来源于价核子角动量贡献。这些特征都说明band 1为磁转动带。使用TAC模型剪刀机制的半经验公式提取了价核子相互作用的实验值,与理论值符合的较好,也说明了band 1中价核子之间为剪刀耦合机制。~(106)Ag中band 3与band 4组态被指定为πg_(9/2)(?)υh_(11/2),理论上按照πg_(9/2)(?)υh_(11/2)组态计算的B(M1)/B(E2)值很好的再现了从实验中的提取值,这说明它们可能具有相同组态。band 3与band 4具有如下叁个特点:1)它们是两条具有相同宇称、且在14(?)左右接近简并的两条△I=1的转动带;2)旋称劈裂S(1)=[E(1)-E(1)]/21随自旋平滑变化;3)B(M1)/B(E2)值随着自旋的改变出现明显的奇偶摇摆效应,并且它们具有相同的相位。在A≈100区,奇自旋的值低于偶自旋的值。这叁点特征与A≈100区~(104,106)Rh、~(100)Tc的手征二重带特征相一致,说明这两条带可能是手征二重带。此外,还对目前手征二重带研究中的一些新问题进行了探讨。系统学研究发现~(102,104,106,108)Ag的πg_(9/2)(?)υh_(11/2)组态带能级能量呈现下述规律,随着中子数增加,相同自旋态能级能量减小的规律,这可能是由于中子数增加而远离N=50闭壳,使集体性增强而造成。还将A≈100区πg_(9/2)(?)υh_(11/2)组态带旋称反转进行了系统学比较,认为旋称反转可能是由于p-n剩余相互作用引起的。

孟杰, 郭建友, 李剑, 李志攀, 梁豪兆[5]2011年在《原子核物理中的协变密度泛函理论》文中指出文章介绍了原子核协变密度泛函理论的历史发展、理论框架、对原子核基态和激发态的描述以及在一些交叉学科领域的应用。首先,通过回顾原子核物理研究中的几个重要里程碑并结合二十一世纪原子核物理面临的机遇和挑战,对当前核物理的研究热点和重要课题进行了介绍。随后系统介绍了原子核协变密度泛函理论,内容包括协变密度泛函理论的历史发展、一般理论公式、介子交换模型、点耦合模型、交换项、张量相互作用、物理观测量的计算公式等。协变密度泛函理论的应用包括原子核基态性质和激发态性质的描述以及在核天体物理与标准模型检验中的应用。其中,基态性质包括原子核结合能、半径、单粒子能级、共振态、磁矩、晕现象等。激发态性质包括原子核磁转动、低激发态性质、集体转动、量子相变、集体振动等。在核天体物理与标准模型检验的应用中,主要以核纪年法测算宇宙年龄和Cabibbo-Kobayashi-Maskawa矩阵的幺正性检验等为例,介绍协变密度泛函理论在交叉学科领域的应用。

汪明记[6]2007年在《核结构模型和转动谱理论的研究》文中研究指明本文首先介绍了各种原子核结构模型。接着讨论了量子力学中的对角化方法的分类和壳模型的计算。最后着重对转动谱公式参数之间的关系进行研究,并从一个新的有意义的关系式及各转动能谱拟合结果证实转动谱公式的适应性。一、概述了已经取得很大成功的壳模型、集体模型以及近年来得到很大发展和应用的粒子转子模型和投影壳模型。简要地讨论了推转壳模型,对力的BCS方法,转动谱自旋指定和转动惯量分析,也指出了全同带研究近年来所取得的进展。二、介绍了求哈密顾量本征值的对角化过程。这个过程的掌握对于核结构理论的研究至关重要,。把对角化的问题分为叁类,即自表象中对角化、他表象中对角化和数值计算方法。并举出一个应用实例,即自旋-轨道耦合壳模型(Spin-orbit Coupling Shell Model)的能级图。给出了在核结构研究中非常重要的Nilsson能级图,及部分波函数。叁、利用Bohr-Mottelson的四参数展开式分析了A~150,190偶偶核超形变带和锕系、稀土区偶偶核正常形变转动带。研究了参数之间的关系,发现他们对ab公式、abc公式和Harris公式的预言存在不同程度的偏离。但相对而言,ab公式、abc公式的预言较好。而且超形变带的参数关系和正常形变带相似。利用在基础上得到的Bohr-Mottelson转动谱公式参数之间的新关系式,分析了经四参数展开式计算的A~60,80,130,140,150,190区超形变偶偶核的基带和锕系和稀土区正常形变核基带,讨论了参数之间的关系,发现新关系式及与实验较好地符合,说明对于这些区而言,Harris叁参数公式ab公式优越,最后用~(238)U转动带进行分析,结果也表明ab公式比其它公式好得多。

李明亮[7]2003年在《核结构模型和Bohr-Mottelson转动谱理论》文中认为本文首先介绍了各种原子核结构模型。接着讨论了量子力学中的对角化方法的分类和壳模型的计算。最后着重对Bohr-Mottelson转动谱公式参数之间的关系进行研究,并得到一个新的有意义的关系式。 一、概述了已经取得很大成功的壳模型、集体模型以及近年来得到很大发展和应用的粒子转子模型和投影壳模型。简要地讨论了推转壳模型,对力的BCS方法,转动谱自旋指定和转动惯量分析和全同带研究进展。 二、量子力学中求本征值的过程就是对角化过程。这个过程的掌握对于核结构理论的研究至关重要,为此本文对此做了专门的研究和探讨。我们把对角化的问题分为叁类,即自表象中对角化、他表象中对角化和数值计算方法。计算了自旋轨道耦合壳模型(Spin-orbit Coupling Shell Model)的能级图。用数值计算方法计算了在核结构研究中非常重要的Nilsson能级图。并给出了部分波函数。 叁、利用Bohr-Mottelson的I(I+1)四参数展开式分析了A~150,190偶偶核超形变带和锕系、稀土区偶偶核正常形变转动带。由最小二乘法拟合计算出参数,讨论参数之间的关系,发现他们对ab公式、abc公式和Harris公式的预言存在不同程度的偏离。但相对而言,ab公式、abc公式的预言较好。而且超形变带的参数关系和正常形变带相似。利用Harris两参数公式研究Bohr-Mottelson转动谱公式参数之间的关系的墓础上,改用Harris叁参数公式,并由此提出了Bohr-Mottelson转动谱公式参数之间的新关系式,进而用I(I+1)四参数展开式计算了A~60,80,130,140,150,190区超形变偶偶核的基带和锕系和稀土区正常形变核基带,讨沦了参数之间的关系,发现新关系式与实验较好地符合。

甘晓玲[8]2017年在《推转壳模型下粒子数守恒方法对丰中子原子核的研究》文中研究说明近些年来,由于放射性核束探测装置在原子核实验上的广泛应用,使得人们对远离β稳定线的丰中子核结构的研究变得可能。另外,核天体物理方面的研究也亟需探索极端条件下丰中子原子核的性质,基于此我们采用推转壳模型下的粒子数守恒方法(CSM-PNC)研究了Hf同位素链上的丰中子核结构和高K同核异能态结构。在CSM-PNC框架下,本文对Hf同位素中丰富的粒子激发转动带进行了系统计算,主要包括运动学转动惯量和带首能量值。通过分析内禀转动带中费米面附近各条Nilsson单粒子能级的填布几率,以及各条质子和中子轨道尤其是高j闯入轨道对转动惯量的贡献,清楚地解释了原子核的转动带产生上弯的原因和微观机制。另外,本文还计算了部分Hf同位素核带首转动惯量的相对奇偶差δJ/J,很好地重现了实验上原子核带首转动惯量奇偶差存在大幅度涨落的现象。即δJ/J灵敏依赖奇N核中被堵塞的Nilsson能级所在的位置,当被堵塞的是高j低Ω的闯入轨道或位置很靠近费米面时,δJ/J很大。CSM-PNC模型对Hf同位素丰中子核素的系统计算很好地重现了实验数据,表明了现有CSM-PNC理论模型对于描述丰中子核具有一定的适用性,这不仅可以使人们进一步认识丰中子核的结构和性质,而且极大地推广了这一模型在核结构理论研究中的应用范围。

叶剑[9]2007年在《原子核集体运动》文中进行了进一步梳理本文首先简单介绍了核结构领域的一些研究概况,包括形变核的研究现状及其最新进展,详细推导了Bohr四极形变理论,在Bohr模型基础上(假定原子核是理想不可压缩的无旋流体),导出原子核在小形变条件下的集体运动动能和势能表达式。在这些工作的基础上,推导出描述原子核集体运动能谱公式:a-b公式,并且把a-b公式结合Bohr-Mottelson公式运用于计算超形变能谱,比较a-b公式在计算能谱过程的优越性本文重点工作是研究原子核集体运动的转动内容,研究了四级形变内禀系的定义和导出四极矩动能表达式,我们从四极形变系统小形变下的集体运动经典动能表达式出发,引入转动算符,把四极形变系统的集体运动动能从实验室系转到体坐标框架,从而将集体运动动能分解成体坐标框架下的形变振动、体坐标系围绕实验室系的转动及振动与转动的耦合。我们给出的公式是普遍适用的。然而,这里体坐标框架下的形变参数尚不是独立的,由于引入了叁个欧拉角描述原子核围绕实验室系的转动,体坐标框架下独立的形变参数个数比原来要少叁个。最后通过超形变核的能谱实例计算,理论结果和试验结论很好的吻合。

周文平[10]2008年在《~(158)Tm和~(125)Cs的高自旋态研究》文中进行了进一步梳理本工作在质量数130和160区各分别选择了~(125)Cs和~(158)Tm作为主要研究对象,分别通过融合蒸发反应~(116)Cd (~(14)N, 5n)和~(144)Nd(~(19)F,5n)布居了它们的高自旋态。~(125)Cs的实验测量完成于丹麦玻尔所,~(158)Tm的实验完成于我国原子能院。一、关于~(158)Tm对能级纲图进行了丰富,扩展了包括πh_(11/2)?νi_(13/2)晕带在内的已知带结构,建立了某悬空四准粒子带与已知低激发态的连接,首次发现了两条新转动带。获得了γ射线相对强度、ADO比值等基本核数据,获得了耦合带的B(M1)/B(E2)比值的测量结果。在国内加速器上首次观测至带终结。结合推转壳模型关于电磁跃迁的几何模型对各带的内禀组态进行了指定,并讨论了顺排行为及其机制,讨论了耦合带的电磁跃迁特性。首次观测到πh_(11/2)(?)νi_(13/2)组态带的旋称反转点,并结合临近核,特别是相邻同中子数的双奇核160Lu的持续反转行为,对160区双奇核的旋称反转系统学及其机制进行了讨论。二、关于~(125)Cs扩展了原已知的能级结构,修正了πg_(9/2) [404]9/2 +组态带的能级结构及其带头激发能,首次建立了两条新转动带并对其内禀组态进行了指定。测量了γ射线相对强度、ADO比值、耦合带B(M1)/B(E2)比值等基本核数据。结合相邻核信息,对d_(5/2),g_(7/2) ,g_(9/2)各带的带头激发能、顺排特性及电磁跃迁特性进行了讨论。

参考文献:

[1]. 原子核转动谱理论与超形变带的研究[D]. 陈永静. 安徽大学. 2001

[2]. 原子核转动谱理论若干问题的研究进展[J]. 徐辅新, 陈永静, 郭建友, 阮图南. 安徽大学学报(自然科学版). 2000

[3]. 原子核性质奇偶差和超形变全同带的研究[D]. 温亚媛. 安徽大学. 2003

[4]. ~(106)Ag磁转动与手征转动实验研究[D]. 贺创业. 中国原子能科学研究院. 2006

[5]. 原子核物理中的协变密度泛函理论[J]. 孟杰, 郭建友, 李剑, 李志攀, 梁豪兆. 物理学进展. 2011

[6]. 核结构模型和转动谱理论的研究[D]. 汪明记. 西南交通大学. 2007

[7]. 核结构模型和Bohr-Mottelson转动谱理论[D]. 李明亮. 安徽大学. 2003

[8]. 推转壳模型下粒子数守恒方法对丰中子原子核的研究[D]. 甘晓玲. 南京航空航天大学. 2017

[9]. 原子核集体运动[D]. 叶剑. 安徽大学. 2007

[10]. ~(158)Tm和~(125)Cs的高自旋态研究[D]. 周文平. 吉林大学. 2008

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原子核转动谱理论与超形变带的研究
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