原子核同位旋效应的理论研究

原子核同位旋效应是国际核物理的研究热点之一，基于国际和国内大科学装置上的新实验数据，探索有限核以及核物质中同位旋效应的产生机制，理论研究核子-核子短程关联，张量力以及三体相互作用的同位旋依赖性。在此基础上，利用输运模型（BUU模型）来研究不同中质比系统的核核碰撞反应，从中提取有关同位旋效应的重要信息，并寻找适合将来实验上观测的灵敏探针。利用密度依赖的结团模型，计算alpha衰变和结团衰变中alpha粒子或结团的预形成几率和穿透几率。通过对比质子滴线和中子滴线附近alpha发射核性质的差异，提取不稳定核衰变过程中的同位旋效应。结合上述两方面的理论研究，获得不同密度下同位旋效应的详细信息，可以为将来国际和国内相关的实验提供依据和参考，还有助于对天体物理中一些致密星体（如中子星等）结构和演化机制的研究。

原子核同位旋效应的研究是国际核物理的热点研究课题之一。同位旋效应对于核结构，核反应以及中子星研究中的很多问题非常重要。本项目基于国内外大科学装置上的新实验数据，系统理论研究了有限核以及核物质中同位旋效应的产生机制，研究包括了原子核对称能及其斜率的密度依赖性，短程关联和张量关联的同位旋效应，微观计算结团衰变的预形成几率和穿透几率，利用新结团衰变实验数据提取对称能信息等。研究发现核子短程关联以及张量关联对于正确理解对称能的高密度行为很重要。我们提出核子短程关联以及张量关联可能是对称能密度依赖性的关键物理因素。进一步研究发现考虑这些关联时，对称能的动能部分比不考虑关联时明显减少，因此需要在核物质模型中同时考虑短程关联，张量关联等对于对称能的影响。我们还利用实验上测量到的结团放射性衰变能和衰变寿命实验数据，约束同位旋矢量势大小并提取了对称能的有用信息。另外，还对轻核的结团结构和超重核的结团衰变进行了理论研究，采用一个新的微观结团波函数研究了原子核20Ne等的结团结构，并提出了一个新的概念来理解原子核中的结团运动。理论研究了超重核的alpha衰变和自发裂变之间的竞争并进行了相关的理论预言。在本项目的资助下，在国内外期刊上共发表论文21篇，其中Physical Review Letters 1篇，Physical Review C 9篇，European Physical Journal A 3篇，Nuclear Physics A 2篇，Physics Letters B 1篇，发表的论文受到Science期刊上发表的实验论文等引用和肯定。