原子核八极形变的协变密度泛函理论研究

In nuclear physics, in particular for the heavy and/or superheavy nuclei, the octupole deformation of atomic nucleus plays a very important role. During the past years, the covariant version of density functional theory has received wide attention due to its successful description of lots of nuclear phenomena. Meanwhile, the reflection asymmetric covariant density functional theory has become one of the powerful tools to describe nuclear octupole deformation. This project, based on our researching experience and achievements, will theoretically investigate several issues with octupole deformation. The main contents include, 1) To investigate the octupole effect in the residual proton neutron interactions and understand the so-called “Ra puzzle”; 2) To develop an effective constraint method based on the reflection asymmetric covariant density functional theory; 3) To make a close comparison of numerical details between calculations on one-center and two-center harmonic oscillator bases.

在核物理研究中，尤其是在重核与超重核的研究中，原子核的八极形变具有非常重要的作用。近年来，协变密度泛函理论在原子核结构性质研究中取得了很大的成功，而包含反射不对称自由度的协变密度泛函理论已逐步成为研究原子核八极形变的有力工具之一。项目结合我们自身的工作基础和兴趣，拟采用反射不对称的协变密度泛函理论对原子核八极形变研究中所遇到的若干问题进行研究。主要研究内容包括：1. 研究剩余质子中子相互作用中的八极形变效应，探讨所谓的“Ra puzzle”疑难；2. 在反射不对称的协变密度泛函理论之上，发展更为有效的约束计算方法；3. 对基于双中心基和单中心基的反射不对称的协变密度泛函理论进行数值计算比较。

在该主任基金的支持下，项目基于在核结构研究中取得了很大成功的协变密度泛函理论，对原子核八极形变、剩余质子中子相互作用等相关课题进行了研究。基于反射不对称的协变密度泛函理论，重点考察了Ra puzzle现象，探讨了八极形变、对关联、平均场下宇称破坏和集体关联效应等因素对Ra区剩余质子中子相互作用的影响；基于相对论连续谱Hartree-Fock理论给出的质量表，研究整个核素图上剩余质子中子相互作用的行为；在反射不对称的协变密度泛函理论之上，发展了更为有效的增广Lagrangian方法进行约束计算；研究了超重核293, 294117的势能曲面和裂变位垒，计算了其α衰变能，考察由衰变母核与子核的形变差异等因素所带来的转动修正不同对结果的影响。在基金的支持下，项目还基于协变密度泛函理论，开展了原子核多重手征性和磁转动等方面的研究。