丰质子核性质和核的激发态奇异结构
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈金根 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2005 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 导师 | 沈文庆 |
| 关键词 | 质子晕 核反应截面 碎裂反应截面 动量分布宽度 四极形变 RMF模型 |
| 其他题名 | Properties of Proton-rich Nuclei and Exotic Structure of Nuclei in the Excited States |
| 学位专业 | 粒子物理与原子核物理 |
| 中文摘要 | 自从八十年代最初发现在某些丰中子核存在晕结构以来，利用放射性次级束进行研究远离刀稳定线核的奇异结构就变成了当前核物理研究中的重要前沿之一。在实验方面，有一些方法一起来判断某个核是否存在奇异结构，其中最常用的是通过测量原子核在各种能量下的反应总截面、核子剥去截面等物理量，从截面的大小来判断某个核中是否存在奇异结构。另一种常用的研究奇异核结构的方法，是根据测不准原理提出的，通过测量反应碎片的动量分布的宽度来判断是否有晕或皮结构的形成。由于库仑位垒的影响，客观上丰质子核的数目少于丰中子核数目，且在大多数情况下质子剩余数相比丰中子核中的中子剩余数也少的多，因此在丰质子核中质子晕结构的形成要比丰中子核中中子晕结构的形成要难得多，从而对丰质子核奇异结构的研究相比对丰中子核的研究少很多。但是近年来这种情况有所改变，因为人们不管是在理论上还是在实验上都发现了一些丰质子晕（皮）核。本文就是基于以上现状，将研究重点放在丰质子核的性质研究上。在实验上，我们用透射一输运法，利用兰州近代物理研究所的放射性重离子束流线（HIRFL-RIBLL），测量了丰质子核31，32CI及其附近核30，31S和29P的反应总截面aR、单（双）核子剥去截面σ_n（σ-2n）以及反应产物动量分布。通过综合分析这些核的σR和碎裂反应产物动量分布宽度的变化趋势，可以研究在31，32CI或其临近核中是否存在质子晕或皮结构。这种方法由于可以同时测量反应截面和动量分布，为人们对奇异核的研究提供了实验上更加有力的判据。此外，2004年4月份，我们实验组和日本合作小组在日本RIKEN实验室的次级束流装置RIPS上，采用透射一输运法，同时测量了23AI及其附近核的反应总截面和碎裂反应产物动量分布，实验数据正在分析之中。有关丰中子核和丰质子核的研究，实际大部分都是对高同位旋态核基态的研究，也就是说某个核中只有当中（质）子剩余较大时，才有可能在其基态形成中（质）子晕或皮结构。于是人们就考虑能否将上述情况推广到月稳定线附近核的激发态上，即有无可能在低同位旋态核的激发态存在晕或皮等奇异结构。随着稳定线核17F在实验上被确定在其第一激发态存在一个质子晕后，人们就开始对稳定线及其附近核的激发态奇异结构产生了浓厚的兴趣。我们用球形的相对论平均场（RMF）模型研究了稳定线附近一些轻核的激发态性质，发现在怕、13N、15N以及21Na的某些激发态都存在质子晕（皮）结构，在此，我们提出了激发态不束缚共振态可能存在的晕结构概念。接着从镜像核的角度对激发态中子晕和质子晕结构进行了探讨，将镜像核中的晕或皮尺度进行了比对，发现在我们的研究范围内，质子晕的大小总是大于中子晕的大小。同时我们用价核子均方根半径与物质均方根半径之比值，来作为判断激发态奇异结构的附加判据，并对此物理量随质量数的变化进行了讨论。我们还利用形变的RMF模型研究了偶偶同位素链Ne、Mg、Si和S的大形变特性。在研究过程中，我们采取了约束计算的方法，这使得我们得到的四极形变参数具有自洽的合理性。另外发现在计算过程中，在处理对关联时，能隙公式的不同取法会影响到计算结果。在对上面4个同位素链中偶核进行全部计算后发现，这些核大部分都有大形变甚至超形变，有些核中还存在形状共存以及三轴形变现象。我们将计算结果与其它理论结果以及实验结果做了比较，发现，除了少数具有中子幻数的核外，我们的计算结果跟实验数据能较好地符合，而且跟用Generalized Hybrid Derivative CouplingModel (GHDCM)得到的结果几乎在所有的情况下都很一致（GHDCM模型己经被证明对于描述核的形变特性具有很大的优势）。我们将这种RMF结果与其它RMF计算结果做了比较，发觉我们得到的形变参数值几乎在所有的情况下都更接近实验值，这就说明了如果能合适地选择RMF模型中的力参数，RMF模型可以得到与GHDCM同样好的结果。此外我们还预言了在20Mg中，N＝8的幻数效应会消失。在此基础上，我们对Ne和Mg同位素链中的奇核也做了计算，而且将计算结果与质量模型Finite Range Drop Model(FRDM)算得结果作了比较，发现我们得到的四极形变参数值在绝大多数情况下比FRDM得到的要大，这一点与在偶核中的情况是极相似的，这也暗示我们的计算结果可能更合理。另外，我们还将奇核中用RMF和FRDM模型得到的形变变化规律也做了比较，发觉我们得到的形变变化要比FRDM得到的显得更多变、更复杂一点。此外我们还研究了大形变对丰质子核中奇异结构形成的影响。主要的研究对象为23-28AI、24-2951、26-31P、27-325，即4个丰质子侧的同位素链。发觉这些核基本上都有大形变，而且这种大形变导致了这些核中两个相邻且相近能级之间的倒转，这使得在某些核中较容易形成质子晕（皮）结构。我们还将计算结果与其它相关计算结果做了比较，讨论了各自的优劣性，最主要的是我们的形变RMF计算弥补了球形RMF计算的不足之处。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 114 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7406]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈金根. 丰质子核性质和核的激发态奇异结构[D]. 中国科学院上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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