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孟杰课题组与合作者预言中子滴线外可能存在丰中子半岛
发布日期:2021-08-29浏览次数:

对于质子数相同的原子核,从最稳定的原子核出发,随着中子数的增加,中子分离能逐渐变小、直至为零,即到达中子滴线。在核素图中,中子滴线对应丰中子核存在的边界。近滴线原子核的研究是当前核物理领域重要前沿之一。

太阳集团娱乐场登陆网站技术物理系、核物理与核技术国家重点实验室孟杰教授课题组自上世纪90年代开始研究近滴线的不稳定原子核,建立和发展了相对论连续谱理论,微观自洽地描述了近滴线原子核中实验观测到的晕现象,预言了中等质量和重质量原子核中的巨晕现象,建立了迄今唯一的考虑连续谱效应的原子核质量表;拓展该理论,发展了形变相对论连续谱(deformed relativistic Hartree-Bogoliubov theory in continuum, DRHBc)理论,预言了形变晕核中核芯和晕的形状退耦效应,引领了国际上该领域的研究。基于DRHBc理论对描述近滴线原子核所取得的成功,2018年,由北京大学发起,联合韩国基础科学研究所(IBS)、香港大学等16家国内外大学和研究机构,建立了DRHBc质量表合作组(The DRHBc Mass Table Collaboration),旨在建立微观的高精度原子核质量表。

DRHBc质量表合作组目前已完成2570个偶偶原子核的计算;计算结果表明,DRHBc理论对超重原子核质量的描述精度为0.64 MeV,显著高于广泛使用的原子核质量宏观微观模型,展示了微观DRHBc理论的预言能力。合作组通过分析近滴线原子核的中子分离能以及形状演化和单粒子能级,预言在传统的中子滴线外,由于形变效应和连续谱效应,存在束缚的原子核,这些原子核在核素图上形成丰中子半岛(如图)。

DRHBc理论给出的原子核版图(其中黑色方格表示稳定原子核,蓝色方格表示已观测到的原子核,灰色方格表示预言的束缚原子核)及超重核区近中子滴线原子核的双中子分离能(内插图,其中实心圆表示滴线外的束缚核,它们组成丰中子半岛,十字圆表示多中子发射核)

2021年8月5日,相关研究成果以“形变相对论连续谱理论对超重原子核质量的预言能力和中子滴线外可能的稳定性”(Predictive power for superheavy nuclear mass and possible stability beyond the neutron drip line in deformed relativistic Hartree-Bogoliubov theory in continuum)为题,以快报(letter)形式发表于《物理评论C》(Physical Review C);太阳集团娱乐场登陆网站2017级博士研究生张开元为第一作者,孟杰为通讯作者。其他作者包括太阳集团娱乐场登陆网站张双全和2018级博士研究生潘琮、南京航空航天大学材料科学与技术学院贺晓涛和2018级硕士研究生王晨及湖州师范学院理学院沈彩万。

上述研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划及北京大学高性能计算平台等支持。

论文原文链接:https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.104.L021301




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