不稳定原子核结构的壳模型研究

本课题计划开展大尺度原子核壳模型计算，和国内外主要实验室关于不稳定核的最新实验紧密结合，系统地研究处于轻、中重核区的丰中子和丰质子原子核的性质、重要物理问题、以及它们的结构对核天体物理的影响。我们的研究特点是采用易于处理的四极矩力+对力哈密顿量，同时考虑质子-中子相互作用和单极力相互作用，在足够大的模型空间中进行对角化计算。我们着重开展以下两个方面的工作：1）研究不稳定核区中新的核结构现象，例如出现的新能隙和新的壳效应；2)研究不稳定核区中同核异能态的生成原因、结构、以及它们在天体中核合成过程中的作用。

不稳定原子核是目前核物理的主要研究目标。弄清不稳定核的性质不仅对于了解处于远离稳定区的的核结构演化、还对宇宙中核合成机制的认识有着重要的影响。壳模型是研究原子核结构最基本的理论工具，特别是研究不稳定原子核的一种重要方法。在本课题的资助下，我们开展了大尺度原子核壳模型计算，研究了一些处于中重核区的丰中子和丰质子原子核的性质, 以及它们的结构对宇宙中核合成的可能影响。同时，我们的研究还涉及到近代物理的一个基本问题，即同位旋守恒和同位旋对称性破缺的问题。研究采用了真实的壳模型哈密顿量，考虑了质子-中子间的相互作用和重要的单极修正项，并在足够大的模型空间进行了数值计算。在三年的计划执行期间，本课题组硕果累累，在国际主流期刊上共发表了27篇论文，其中4篇发表在Physical Review Letters上，培养了3名博士生。在计划执行期间，课题主持人曾12次应邀在国际、国内学术会议上报告研究成果。课题主持人并在2011年荣获中国物理学会吴有训奖。