低能重离子碰撞中张量力效应的研究

The tensor force between nucleons is an important component of nuclear force and has been extensively studied in the research field of nuclear structure. However, its role in heavy-ion collisions has been neglected for a long time. We will introduce the full tensor force into the microscopic time-dependent Hartree-Fock (TDHF) model and systematically study the effect of tensor force on the fusion cross-section near the Coulomb barrier, the quasi-fission mechanism in the synthesis of superheavy elements, and the reaction mechanism involved the exotic nuclei in nuclear astrophysics. By comparing the TDHF theoretical simulations with the experimental data, new information of the tensor force can be hopefully extracted from the low-energy heavy-ion collisions. It is expected to explain the existing experimental data and give the new and reliable theoretical predictions.

核子间的张量力是核力的重要组成部分，其在原子核结构领域中的重要作用已经被广泛研究，但长期以来它在重离子碰撞中的效应一直被忽视了。本项目拟在微观自洽的时间依赖Hartree-Fock模型中引入完整的张量力，系统研究张量力对近库仑位垒熔合截面、合成超重元素准裂变机制、核天体物理中奇特核反应机制的影响。将理论模拟与实验结果对比，有望得到张量力在低能重离子碰撞中的新信息，并解释已有实验结果、给出新的可靠的理论预言。

核力的性质一直是核物理研究中悬而未决的基本问题。张量力是核力的重要组成部分，对原子核结构性质起着重要作用。但是，由于其复杂性，它在重离子碰撞中的效应很少被研究。在基金委面上项目11575189支持下，我们系统研究了低能重离子碰撞中张量力的效应，取得了系列成果，发表标注资助的论文11篇。主要研究成果如下：（1）发展了包含完整张量力的时间相关Hartree-Fock(TDHF)微观模型、密度约束的TDHF微观方法、及其粒子数投影方法，并编写了相应的数值计算程序；（2）基于我们独立发展的微观模型，研究了张量力对重离子熔合动力学的影响，无需引入可调参数，包含了张量力的TDHF微观计算的熔合位垒和截面与实验结果符合得更好，分析了张量力效应的微观起源；（3）研究了张量力在核天体r-过程相关的垒下熔合反应中的效应，发现张量力显著改变中重反应体系的核-核相互作用势，对垒下熔合有重要的阻碍效应；（4）将微观TDHF方法和统计衰变模型相结合，研究了阻碍超重元素合成的准裂变和熔合裂变机制，无需引入可调参数，微观计算再现和解释了实验测量的超重元素蒸发剩余截面，研究表明丰中子靶核更有助于合成新的超重元素；（5）研究了利用多核子转移反应产生未知新核素的微观机制，给出了碎片同位素质量分布，预言了未知新核素的产生截面。这些研究对于理解重离子碰撞的反应机制有重要意义，为可能开展的实验研究提供理论预言和支持。