不稳定原子核核子结团效应的研究

不稳定原子核性质的研究是当前国际核物理研究的热点之一，已有的研究主要集中于不稳定原子核的单粒子性质和集体激发性质，但对核子结团性质的研究比较稀少。本项目主要研究不稳定原子核中核子结团效应和核子结团衰变。理论上首先用现有核衰变模型计算不稳定原子核alpha衰变寿命和重结团衰变（如14C放射性等）寿命，深入分析现有实验数据和理论计算结果的差异，提取不稳定原子核基态和激发态核子结团（如alpha结团）的形成几率，建立计算不稳定核衰变寿命和核子结团几率的可靠微观模型。实验上通过核子结团转移反应和敲出反应，研究轻丰中子核的集团结构，提取结构谱因子以及基态和激发态衰变能量和寿命。在此基础上，开展重核中的alpha集团结构和衰变性质的实验研究。 通过实验测量和理论计算的紧密配合，深入研究轻丰中子原子核和重核的核子集团结构和效应。

本项目研究不稳定原子核核子结团性质，主要包括两个方面：一是轻丰中子核8He、12Be、20Ne和9Be的核子结团结构，研究激发态的能量和寿命；二是超重核的结构和衰变性质，发展计算核衰变性质的新模型。实验研究方面，利用日本理化学研究所和兰州重离子加速器的放射性束流线，进行了8He的敲出反应实验和12Be的结团破碎实验，得到了一批新实验结果。例如，首次明确了内核碎片和价核子的敲出反应机制，提取了8He中6He结团结构的谱因子。鉴别出12Be 中4He+8He的分子转动带，首次测量到大的单极跃迁强度和结团衰变宽度。这对提取不稳定核的结团结构信息具有重要意义。理论上发展了研究轻核核子结团现象的微观模型，提出了非局域化结团的概念，并指出原子核内结团的几何结构是由纯动力学原因导致的，在增加额外中子的条件下依然成立。基于不稳定核衰变实验数据，首次成功提取了超重核和远离稳定线奇特核的电荷均方根半径，指出从核衰变实验数据提取不稳定核半径是获得原子核半径的新途径。完善了计算形变核alpha衰变性质的多道结团模型，进行了形变奇A核和奇奇核alpha衰变精细结构的耦合道计算，理论结果与实验数据符合很好，分析了形变重核基态和激发态alpha结团的形成几率。项目资助期间，正式发表论文130余篇，其中Phys. Rev. Lett. 2篇，Phys. Lett. B 2篇，Phys. Rev. C 34篇，还培养了22名博士，主办了2个国际会议。