新多声子γ振动区探索及形状演化特性研究

One of the attractive nuclear structure fields of the nuclear structure study is the strange phenomena caused by extreme conditions such as multi-phonon γ-vibration or nucleus shape revolution. This project aims to explore the may-existing multi-phonon γ-vibration structure in odd-odd nuclei of 136Nd, 140Nd and 136Ce in the A~140 region. It is for the first time to the systematically investigate “multi-phonon γ-vibration” in the A~140 region and it will provide a reasonable experiment support to explore the coupling effect between single-particle motion and collective motion, as well as the collective motion behavior in this region. The lifetime measurement of multi-phonon γ-vibration band levels will be carried out and the absolute transition ratio B(E2) of linking transitions will be extracted to provide a reasonable experiment support for distinguishing the multi-phonon γ-vibration band of the aimed nucleus. In addition, aiming at the S(I) “saltation” behavior in the process from triaxial-deformation to oblate-deformation in A~140 region, “the controversy between oblate band and magnetic-rotation band in A~140 region” et.al hot questions, we will do a comprehensive systematic study. Combining density functional theory and projective shell model to analysis the result of experiment, a reasonable explanation of these phenomena is wished to get.

多声子γ振动及原子核形状演化表现出的奇异现象，是核结构研究的热点课题。本项目拟开展A～140区136Nd，140Nd，136Ce等核的在束伽马谱学实验，探索其可能存在的多声子γ振动结构，若能获得突破，这将是完全由我国研究人员主导并发现的“新多声子γ振动区”，对深入理解单粒子运动与集体运动耦合效应以及质量数为140区特殊集体运动行为具有重要意义。此外，鉴于约化跃迁几率B(E2)作为判断多声子γ振动的重要探针，本项目将开展国内首次多声子γ振动的寿命实验，探讨振动带及其带间跃迁的电磁跃迁特性，对目标核多声子γ振动带的正确识别提供可靠的实验依据。另外，针对A～140区三轴形变到扁椭形变演化所出现的S(I)“突变”行为，以及“A～140区扁椭带和磁转动带的争议”等热点问题，也将结合寿命测量，展开全面系统的研究，同时结合协变密度泛函理论及投影壳模型对实验结果进行理论分析，以期待对上述现象给出合理解释。

原子核的奇特振转现象及形状演化特性研究一直是核结构研究的热点。依托本项目，课题组开展了A~140区两声子γ振动带的实验研究，围绕该质量区首次报道两声子γ振动带的138Nd核，我们在临近的136Ce、134Nd核中也观测到了候选的两声子γ振动结构，推测A~140区很可能是一个新的“多声子γ振动区”。在该质量区的134Pm、138Pm核中，观测到了一对近简并的偶极带，通过理论研究及实验特征对比，该结构被建议为手征双重带，进而“手性原子核岛”的边界向缺中子Pm同位素链移动了四个质量单位。在A~110区，开展了109Ag、110Ag、113In核的在束谱学实验，实验结果极大地丰富了上述原子核的能级结构。基于倾斜轴推转的协变密度泛函理论，建议109Ag中新观测的磁偶极带为一条具有扁椭形变的“stapler band”（订书机带）。在110Ag核中，报道了一对四准粒子手征双重带，结合推转壳模型及临近原子核的系统性对上述结构进行了详细研究。对于113In核，实验上首次在In的奇质量同位素中观测到了一条反磁转动结构，利用倾斜轴推转模型对“双剪刀机制”及原子核形状的演化进行了理论研究。在A~80区，开展了近球形核90Zr、93Mo的结构研究，对于半幻数核90Zr，大空间壳模型计算表明，该核的较高自旋态可以解释为质子从pf轨道到1g9/2轨道的激发，中子跨N=50满壳的激发。在此基础上，系统研究了相邻原子核中子跨壳激发与质子激发的竞争及演化，表明90Zr是一个临界核。对于奇中子核93Mo，结合跃迁多级性分析及壳模型计算，该核较高激发态的自旋宇称、能级波函数被详细讨论。研究表明虽然作为近球形的93Mo核，高j中子的h11/2侵入轨道对该核的影响不能忽略。