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原子核结构中的张量力效应[量子分子动力学之家]
原子核结构中的张量力效应
 更新时间:2012/6/25 11:46:47  点击数:3239
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王艳召博士论文

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Email: yanzhaowang09@126.com

       张量力是核力的一个重要成分,它对原子核结构的影响不可忽视。近年来,随着新一代放射性核束装置的建造和运行,奇特原子核的结构和性质在核物理研究领域备受关注。研究张量力对奇特核结构和性质的影响会加深我们对核力及奇特核结构的理解和认识。为此,本论文首先在计及张量力的球形的Hartree-Fock-Bogoliubov (HFB)理论框架下,系统地研究了张量力对核结构的影响。主要工作及研究成果如下:(i) 基于SLy5+T, SLy5+Tw以及若干套TIJ Skyrme核子-核子有效相互作用研究了张量力对Z, N = 8,20和28原子核壳演化的影响。发现张量力对这些原子核的壳结构影响很大,利用SLy5+T, SLy5+Tw相互作用得到的壳演化趋势与TIJ 相互作用没有很大的区别。另外,我们还发现,壳演化依赖于张量参数alpha_T 和beta_T 的正负值,即张量参数的正负号相同,壳演化趋势就相同,否则相反。(ii) 采用上述相互作用研究了张量力对Ca同位素链质子壳结构的影响,重点研究了2s1/2,1d3/2 和1d5/2轨道。发现SLy5+Tw相互作用能够使48Ca和中子滴线附近原子核的单质子能级2s1/2与1d3/2能级发生反转。我们通过分析自旋轨道势以及这两个态的波函数对该反转机制进行了讨论。此外,我们还研究了张量力对66,68Ca中子密度分布的影响,发现张量力影响远离中心区的中子密度分布,其影响程度取决于张量参数alpha_T 的正负数值。(iii) 采用SLy5+T,T12,T16和T46相互作用研究了张量力对Sn同位素链上原子核结合能的影响,结果表明张量力对其有着一定的影响。所以,用Skyrme-HFB方法计算原子核的结合能时,应该考虑张量力效应。我们还用SLy5,SLy5+T和Ly5+Tw相互作用计算了Ca,Ni,Sn和Pb同位素链上原子核的中子皮厚度。发现SLy5+T相互作用对中子皮厚度几乎没有影响,而SLy5+Tw相互作用对Ni,Sn和Pb同位素链滴线附近原子核的中子皮厚度有一定的影响,其中,对Ni丰中子滴线核的中子厚度影响最为明显。我们以86Ni为例分析了张量力影响中子皮厚度的原因。另外,我们还研究了张量力对34Si和46Ar质子密度分布的影响。发现各种不同的Skyrme相互作用都能导致34Si具有明显的气泡结构,张量力效应几乎不影响这种结构。对于46Ar,SLy5+Tw相互作用能够诱发其2s1/2-1d3/2 反转,正是由于这种反转导致了气泡结构的形成。然而,对关联效应会抑制气泡核的形成。所以,就气泡结构的形成而言,张量力和对关联是互相竞争的。我们以46Ar为例对这种竞争机制进行了讨论。此外,我们还研究了张量力对整个Ar同位素链上原子核的单质子态2s1/2和1d3/2的影响,发现SLy5+Tw相互作用能够使44-56Ar原子核发生2s1/2-1d3/2反转。对于较重的气泡核如206Hg,我们也研究了张量力对其结构的影响。(iv) 我们用36套TIJ 相互作用系统地研究了张量力对Sn同位素链上原子核的1d和1f质子态赝自旋对称性的影响,发现能够使1d态赝自旋对称性保持的张量参数会破坏1f态的赝自旋对称性。所以,张量力并不一定能使原子核所有赝自旋态的对称性都得以保持。


       其次,我们在Hartree-Fock+Random Phase Approximation (HF+RPA)和变形核的HFB理论框架下分析研究了以下核结构问题:(i) 我们在HF+RPA理论框架下采用SLy5,SLy5+T和SLy5+Tw相互作用研究了张量力对46Ar同位旋标量巨单极共振的影响,并从中得到了46Ar的不可压缩系数。我们发现,与SLy5相互作用所得的结果相比,SLy5+T相互作用使46Ar的不可压缩系数变大,即使其“变硬”,而SLy5+Tw相互作用使46Ar的不可压缩系数变小,使其“变软”。(ii) 我们在变形核的HFB理论框架下用T22相互作用初步研究了张量力对N= 28丰中子核位能面的影响。我们发现,不考虑张量力时40Mg和46Ar 的基态形状分别呈长椭球和球形,42Si和44S的基态形状是扁椭球,并且40Mg,42Si和44S都具有明显的形状共存现象。考虑张量力后,这些原子核的基态形状不发生改变,但是42Si和44S的形状共存消失。我们以42Si为例,基于分析张量力对壳修正能量的影响对形状共存消失现象作了解释。


关键词:张量力,Skyrme-HFB方法,奇特核壳结构,中子皮,气泡核,不可压缩性,赝自旋对称性,形状共存,HF+RPA方法

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