奇A核形状相变研究

In this proposal, the algebraic model, collective model and shell model are used together to study the different aspects of the shape phase transitions in odd-A nuclei. In the algebraic model framework, we plan to study all the shape phases and phase transitional patterns involved in odd-A nuclei, to analyze the characters of the phases coexistence and the triple point in odd-A nuclei and search for the experimental proof of their existence, to construct an analytical model for describing the prolate-oblate shape phase transition in odd-A nuclei, and to provide the effective order parameters that can be used to identify the shape phase transitions and distinguish their orders. In the collective model framework, we plan to construct a corresponding critical model to better describe odd-A nuclei near the E(5) critical point, to suggest the critical point symmetry for describing the spherical to triaxially deformed shape phase transition in odd-A nuclei, and to improve the original X(n/2j+1)(n=3,5), SX(3), and DX(3) critical point symmetries. Further, we also plan to search for the experimental candidates of the critical point symmetries. In addition, we shall study the microscopic aspect of shape phase transitions in odd-A nuclei within the shell model in order to figure out the microscopic mechanism of these phase transitions.

本项目将结合代数模型、集体模型以及壳模型从各个角度研究奇A核形状相变。在代数模型框架下，研究奇A核可能具有的各种形状相与相变模式，分析奇A核中两相共存以及三相共存点的动力学特征并寻找相关实验证据，建立描述奇A核长椭到扁椭形状相变的解析模型，提出可以鉴别和区分不同级次奇A核形状相变的有效序参量。在集体模型框架下，提出符合E(5)临界点对称性附近奇A核动力学结构的临界点模型，提出描述奇A核球形到三轴形变形状相变的临界点模型，完善原有X(n/2j+1) (n=3,5), SX(3)、DX(3)临界点模型描述实验的能力，寻找符合各种临界点对称性的奇A核实验例证。采用壳模型相关方法分析各种微观因素对奇A核形状相变的影响，探讨奇A核形状相变可能的微观机制。

本项目以奇A核形状相变为主题，对与原子核形状相变相关的重要理论课题，特别是奇A核的形状相变信号鉴别、相变分类、形状相共存、三相点动力学以及临界点对称性等问题和概念展开探索。通过四年的努力，项目组基本按照研究计划完成了制定的研究任务和研究目标。具体地，我们在代数模型框架下研究了奇A核形状相变中的单粒子效应和相变信号强度，并在壳模型框架下对稀土区核素中与对关联效应相关的相变特征进行了系统分析，藉此揭示了奇A核临界区中比偶偶核系统更为丰富和清晰的形状共存现象以及大大增强的一级形状相变信号。此外，我们在集体模型框架下细致地研究了奇Sm同位素的低激发结构演化，揭示了Sm151低激发结构中存在的形状共存特征；建立了描述三轴形变情形的临界点对称性T(4)和T(5)模型，并通过粒子核心耦合方案把三轴临界点对称性推广到奇A核系统；进一步又在强耦合条件下把X(4)和X(5)临界点对称性推广到奇A核系统。另外，我们建立了五维欧几里德动力学对称性的代数模型框架，据此解析地证明了原子核三相点处的对称性就是欧几里德动力学对称性。我们还基于SU(3)对称性建立并检验了刚性三轴转子动力学的代数模型，建立了一个可以解析描述奇A核长椭球到扁椭球形状相变的SU(3) 动力学超对称性模型。除此之外，项目组还基于代数模型系统地分析了原子核的激发态量子相变类型，以及揭示了新的一级形状相变信号——核子对转移强度。