Z=50满壳附近电转动与磁转动共存原子核的特性研究

Exotic behavor of nucleus under extremely conditions such as high angular momentum is one of frontier subjects in the field of nuclear physics. Electric rotation around a principal axis and magnetic rotation around a titled axis,as two different kinds of nuclear collective motion, have been observed co-existing in a moderately deformed nucleus, e.g. in mass region of Z~50 and A~110. It is particular interest from experiment and theory to investigate the evolution or "phase transition" of nuclear rotational mode between electric rotation and magnetic rotation.　In this project, three candidate nuclei 109In, 114Sb and 115Sn will be populated via heavy ion fusion evaporation reactions 100Mo(14N,5n)109In or 96Zr(19F,6n)109In, 100Mo(19F,5n)114Sn and 104Ru(16O,5n)115Sb respectively. The new level scheme of 109In will be established and those of 114Sb and 115Sb will be extended using in-beam gamma-ray spectroscopy method. The lifetimes of the states for 109In, 114Sb and 115Sn will be　measured with Doppler-shift attenuation method for higher spin states and recoil distant method for medium high spin states. From the experimental data on the reduced transition strengths and the angular correlation of cascade gamma rays, the properties of the possible magnetic rotation bands in above three nuclei will be studied and compared systematically with their isotopes and isotones under the frame of the triaxal projectile shell model TPSM and the titled axis cranking model TAC. Finally the project will provide a description on the mechanism of magnetic rotation and the transition from titled axis rotation to principal axis rotation.

原子核在高角动量等极端条件下表现出的各种奇异现象，是核物理研究的前沿领域之一。其中绕主轴转动的电转动与绕倾斜轴转动的磁转动作为两种完全不同的集体运动模式，可以共存于中等形变的原子核中。然而，无论是从实验上还是从理论上，都没有对原子核从电转动到磁转动的演化机理进行深入研究，特别是对原子核处于从电转动到磁转动的临界状态时的奇特性质，了解甚少。项目选择109In和114,115Sb作为研究目标核，计划通过重离子熔合蒸发反应与在束伽玛谱学技术，来建立它们新的能级纲图。采用多普勒位移衰减法和反冲距离法测量各转动核态的能级寿命，提取其约化跃迁几率、级联伽玛射线角关联数据，研究其转动带的电磁跃迁性质，寻找这三个原子核中可能存在的磁转动带；探索原子核倾斜轴转动的直接实验方法；结合理论模型，总结Z~50、A~110核区的实验数据，研究原子核倾斜轴转动与主轴转动共存及演化的物理机制，给出创新性的研究成果。

原子核在高角动量等极端条件下表现出的各种奇异现象，是核物理研究的前沿领域之一。其中绕主轴转动的电转动与绕倾斜轴转动的磁转动作为两种完全不同的集体运动模式，可以共存于中等形变的原子核中。然而，无论是从实验上还是从理论上，都没有对原子核从电转动到磁转动的演化机理进行深入研究，特别是对原子核处于从电转动到磁转动的临界状态时的奇特性质，了解甚少。项目选择109In、114,115Sb和126Te作为研究目标核，通过重离子熔合蒸发反应与在束伽玛谱学技术，结合理论模型研究，获得如下主要成果：.1.得到了109In的全新能级纲图。对109In的能级纲图做了很大的修改与扩充，共发现了47条新的γ射线，得到了这些γ射线的强度和跃迁多极性。与现有最新结果相比，修正了现有转动带位置及其中的γ射线顺序，搭建4条全新的转动带，包括两条偶级带与两条E2带。.2.运用TAC-CDFT对109In中的转动带进行了研究。得到了可描述109In偶极转动带的三个组态。通过对这三个组态的分析，发现109In展现出了丰富的形状信息。三个组态均呈现出三轴形变，其中组态1具有稳定的三轴形变，组态2和组态3展现出了形状演化的特征，而带5所对应的组态3，随着推转频率的增加由三轴形变演化至近球形核。特别是对于组态1，在低频率下，核芯部分贡献的角动量几乎垂直于价质子和价中子角动量所构成的平面，展现出较好的手征图像，但随着转动频率的增加，核芯贡献的角动量方向与该平面的夹角不断减小，手征性被破坏。.3.建立了新的126Te能级纲图。增加了7条新的射线，发现了一条新的负宇称带。重新确定了每条射线的强度、跃迁多极性。对于偶偶核126Te的基态正宇称带，利用CNSB模型进行了计算，结果与正宇称带的实验数据吻合的很好。在对势能面的计算分析中发现，126Te中存在着三轴与集体扁椭的形状竞争现象。.4.发展完善了北航在束伽玛研究平台，开发了一套新的基于VME-Linux的数据获取系统，不仅可用于今后在大科学装置的核物理实验，还可用于我校本科生及研究的创新性实验教学。