高速轉動量子體系轉動取向的穩定性

核物理與核技術國家重點實驗室博士生石躍、新引進的北大百人裴俊琛研究員、導師許甫榮教授及國外合作者在原子核高自旋理論研究方面取得重要進展。由于核物理實驗技術的巨大發展，目前實驗可以到達原子核自旋高于60ħ的極高自旋區域，這是宇宙中已知的轉動速度最快的體系。對于這樣一個高速轉動體系，其中的物理會發生什麼變化？

高速轉動量子體系的轉動取向（orientation）穩定性是一個基本的物理問題。許甫榮教授課題組與國際同行合作，基于微觀Skyrme力自洽地計算研究了Er-158原子核的高自旋态，發現在極高自旋區域，這個原子核會發生三軸形變。原則上，三軸形變核态的轉動取向可以偏離主軸，但他們的自洽傾斜轉動計算發現：這個核的極高自旋态轉動取向隻能取其中能量最低的一個主軸，繞其它軸的轉動是不穩定的，而此前的理論計算認為該轉動态有繞不同主軸轉動的共存。他們的計算很好地回答了最近的實驗觀察，定量解釋了實驗觀察到的反常電四極矩。這項工作發表在三月份的國際頂級物理刊物《物理評論快訊》上（Physical Review Letters 108, 092501 (2012)）。

該工作得到“放射性核束物理與核天體物理”973項目及國家自然科學基金的支持。