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孟傑課題組與合作者預言中子滴線外可能存在豐中子半島
發布日期:2021-08-29 浏覽次數:

對于質子數相同的原子核,從最穩定的原子核出發,随着中子數的增加,中子分離能逐漸變小、直至為零,即到達中子滴線。在核素圖中,中子滴線對應豐中子核存在的邊界。近滴線原子核的研究是當前核物理領域重要前沿之一。

beat365官方网站技術物理系、核物理與核技術國家重點實驗室孟傑教授課題組自上世紀90年代開始研究近滴線的不穩定原子核,建立和發展了相對論連續譜理論,微觀自洽地描述了近滴線原子核中實驗觀測到的暈現象,預言了中等質量和重質量原子核中的巨暈現象,建立了迄今唯一的考慮連續譜效應的原子核質量表;拓展該理論,發展了形變相對論連續譜(deformed relativistic Hartree-Bogoliubov theory in continuum, DRHBc)理論,預言了形變暈核中核芯和暈的形狀退耦效應,引領了國際上該領域的研究。基于DRHBc理論對描述近滴線原子核所取得的成功,2018年,由beat365發起,聯合韓國基礎科學研究所(IBS)、香港大學等16家國内外大學和研究機構,建立了DRHBc質量表合作組(The DRHBc Mass Table Collaboration),旨在建立微觀的高精度原子核質量表。

DRHBc質量表合作組目前已完成2570個偶偶原子核的計算;計算結果表明,DRHBc理論對超重原子核質量的描述精度為0.64 MeV,顯著高于廣泛使用的原子核質量宏觀微觀模型,展示了微觀DRHBc理論的預言能力。合作組通過分析近滴線原子核的中子分離能以及形狀演化和單粒子能級,預言在傳統的中子滴線外,由于形變效應和連續譜效應,存在束縛的原子核,這些原子核在核素圖上形成豐中子半島(如圖)。

DRHBc理論給出的原子核版圖(其中黑色方格表示穩定原子核,藍色方格表示已觀測到的原子核,灰色方格表示預言的束縛原子核)及超重核區近中子滴線原子核的雙中子分離能(内插圖,其中實心圓表示滴線外的束縛核,它們組成豐中子半島,十字圓表示多中子發射核)

2021年8月5日,相關研究成果以“形變相對論連續譜理論對超重原子核質量的預言能力和中子滴線外可能的穩定性”(Predictive power for superheavy nuclear mass and possible stability beyond the neutron drip line in deformed relativistic Hartree-Bogoliubov theory in continuum)為題,以快報(letter)形式發表于《物理評論C》(Physical Review C);beat365官方网站2017級博士研究生張開元為第一作者,孟傑為通訊作者。其他作者包括beat365官方网站張雙全和2018級博士研究生潘琮、南京航空航天大學材料科學與技術學院賀曉濤和2018級碩士研究生王晨及湖州師範學院理學院沈彩萬。

上述研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃及beat365高性能計算平台等支持。

論文原文鍊接:https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.104.L021301