殼模型為未來(lái)開(kāi)展更大規(guī)模殼模型計(jì)算提供了重要參考

近日，中國(guó)原子能科學(xué)研究院與北京航空航天大學(xué)、中山大學(xué)、意大利帕多瓦大學(xué)/萊尼亞羅利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、深圳大學(xué)、蘇州大學(xué)有關(guān)科研人員合作，在意大利萊尼亞羅利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，利用重離子熔合蒸發(fā)反應(yīng)對(duì)212Rn（氡212）的能級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，并取得新進(jìn)展。該研究結(jié)果在線發(fā)表于國(guó)際核物理研究領(lǐng)域著名學(xué)術(shù)期刊Physics Review C（《物理評(píng)論C》）， 題目為《New level scheme and shell model description of 212Rn》（《212Rn的新能級(jí)結(jié)構(gòu)研究及殼模型描繪》），文章第一作者為原子能院李聰博副研究員，通訊作者為北京航空航天大學(xué)教授張高龍。

原子核是由幾個(gè)到幾百個(gè)核子（包括質(zhì)子、中子）組成的復(fù)雜體系。當(dāng)質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)為2、8、20、28、50、82和中子數(shù)為126時(shí)，原子核最穩(wěn)定，在自然界的豐度也最高。上世紀(jì)50年代，核物理理論學(xué)家建立了數(shù)學(xué)模型（即殼模型），用于解釋上述類(lèi)別原子核穩(wěn)定的原因，帶來(lái)了核結(jié)構(gòu)研究的飛躍。該模型將原子核分為不同殼層，把每一個(gè)表示質(zhì)子或中子的數(shù)字稱(chēng)為“幻數(shù)”。幾十年來(lái)，盡管殼模型幾經(jīng)改進(jìn)，但其中依然存在大量假設(shè)和近似，不能全面解釋原子核性質(zhì)，只能指出原子核內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的部分特點(diǎn)。

212Rn核由86個(gè)質(zhì)子、126個(gè)中子組成，是最重的幻數(shù)核之一（N=126），實(shí)驗(yàn)上很難觀察到其能級(jí)信息。研究人員利用6Li（鋰6）重離子束轟擊209Bi（鉍209）靶，使212Rn處于能量較低狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)了29條新的γ躍遷和16條新的能級(jí)。中山大學(xué)利用大規(guī)模的殼模型對(duì)新發(fā)現(xiàn)的能級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算后，結(jié)果與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)值總體相符。此次研究的新結(jié)果對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)大組態(tài)空間的殼模型提供了幫助，為未來(lái)開(kāi)展更大規(guī)模殼模型計(jì)算提供了重要參考。

212Rn部分能級(jí)綱圖，標(biāo)紅色為本工作新發(fā)現(xiàn)。

該工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、中核集團(tuán)和基金委的核技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合基金、財(cái)政部穩(wěn)定支持研究經(jīng)費(fèi)等項(xiàng)目的支持。
責(zé)任編輯:pj