关键词:
手征对称性
协变密度泛函理论
A~130核区
Cs同位素
Pm同位素
三维倾斜轴推转模型
摘要:
手性,即手征对称性,是自然界中一种普遍现象。原子核作为一个量子多体系统,也存在手性,具体表现为一对具有相同宇称的近简并ΔI=1的转动带,即手征双带。1997年,Frauendorf和孟杰首次预言原子核中可能存在手征对称性,并于2001年首次在实验上得到证实。目前,在质量数A~80,100,130,190核区中相继观测到50余个候选手性原子核,其中超过60对手征双带已经被报道。A~130核区作为已报道候选手性核最多的核区,其候选手性核共同构成了一个原子核手性岛。其中,Cs与Pm作为作为实验上首次观测到的手性核素一直受到广泛的关注,二者中大部分候选手征双带均包含相同的组态成分πh11/21(?)νh11/2-1,便于进行系统性的分析研究。因此,对于A~130核区中Cs与Pm同位素链中核素是否具有手性进行微观自洽和统一研究是十分有必要的,这能够加深我们对于原子核手征对称性的理解。
本文基于三维倾斜轴推转的协变密度泛函理论(3DTAC-CDFT)对Cs和Pm同位素的手性及其演化问题进行系统研究,主要研究内容如下:(1).针对120-134Cs和134-139Pm中可能存在的候选手性核,利用微观自洽计算得到的倾斜角θ与方位角φ来研究其中是否存在手性。结果表明,121-133Cs与134-138Pm中存在手征转动,而在120,134Cs与139Pm中仅有平面转动。同时,对120-134Cs和134-139Pm中手性演化过程也进行描述,发现并解释临界频率ωcrit随着质量数增加而逐渐减小的现象。此外,120-134Cs和134-139Pm中计算得到的能量E、自旋I以及跃迁几率比B(M1)/B(E2)与实验结果相一致,进而支持121-133Cs以及134-138Pm中手征对称性的存在;(2).对119Cs中基于三质子组态πg9/2-1(?)πh11/22转动带中可能存在的奇特手征转动问题进行研究,从理论上支持其存在手性。同时,计算结果再现了119Cs中能量E、转动频率ω以及跃迁几率比B(M1)/B(E2)等实验特性;(3).对134,136Pm中基于组态πh11/21(?)νh11/2-1的手征双带和邻近核132Pm中双带进行了系统性研究,从而建议了132Pm中双带能级的自旋和宇称。同时,对132Pm中双带进行理论计算,结果显示其具有手征对称性。