科研人员利用Gamow壳模型研究31F的双中子晕结构

  

  近日,来自中科院竞博jbo娱乐与北京大学的科研人员,利用Gamow壳模型研究了31F的晕结构。根据模型计算的原子核性质,研究人员推测31F是一个双中子晕核。该成果以快速通讯(Rapid Communications)的形式发表在期刊Physical Review C上。 

  β稳定线附近的原子核具有良好的稳定性。随着质子或中子的增加,原子核将逐渐远离β稳定线,接近质子或中子滴线,原子核逐渐变得弱束缚或者非束缚。滴线区附近的原子核也会出现一些奇特的物理现象,如晕现象。在晕核中,价核子广泛地弥散并微弱地束缚在“核芯”周围。 

  原子核的晕现象已经在滴线区原子核中被发现。由于晕核中原子核的弱束缚以及与周围连续态的耦合效应,理论上描述晕核依然存在很大挑战。 

  作为普通壳模型的扩展,Gamow壳模型可以很好地描述晕核的奇特结构。它能很好地处理核子之间的相互关联,并考虑与连续态和共振态的耦合效应,因此非常适合用来描述弱束缚或非束缚原子核的特性。 

  在中重核区,31F是比较特殊的原子核,它是氟同位素的滴线原子核,具有较小的双中子分离能,此前也有实验提出31F有可能是一个双中子晕核。 

  为了研究31F的晕结构,中科院竞博jbo娱乐的科研人员与北京大学的研究者合作,利用Gamow壳模型计算和研究了31F基态波函数及其他性质。科研人员优化了有效核力,标记为GSM-EFTGSM-FHT。利用Gamow壳模型计算了丰中子F同位素的结合能, 并与未考虑连续态效应的计算结果以及实验数据进行比较。 

  研究人员计算了滴线区F同位素27,29,31F的单体密度以及均方根半径。可以明显看到31F的波函数弥散到比较远的空间中,然而27,29F的波函数局部分布在原子核附近(如图2所示)。同时,研究者也检验了31F的两体关联密度与27,29F两体关联密度在渐进区域的分布性质。 

  根据 Gamow壳模型计算的27,29,31F原子核性质,研究人员推测31F是一个双中子晕核,并提议实验核物理学家展开进一步的实验论证,发现31F的双中子晕特性。31F将有可能是已知的最重的双中子晕核。 

  该工作得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目的支持。 

  文章链接:https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.101.031301 

    

  1:不同理论计算的相对于 24O的丰中子2531F同位素的结合能,并与实验结果比较。(N. Michel/图) 

   

   

  2:利用GSM-EFT计算的27,29,31F同位素价核子的的单体密度与均方根半径。(N. Michel/图) 

   

   

    

                                                                                                                                                              (理论物理室 供稿) 

    

    

   

   

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