通过精确测量核素质量系统研究丰中子区N=20、28幻数的演化

质量或结合能是原子核这个量子多体系统最基本的特性之一，它直接反映了核内强相互作用、电磁相互作用和弱相互作用的结果。高精度的质量测量数据在检验基本相互作用、核天体物理、中微子物理和标准模型等物理学领域都具有广泛地应用，利用精确测量的原子核质量数据，可以提取原子核内的大量信息，揭示远离稳定线原子核壳层结构、对能、形状等的演化。本项目基于新建的国家大科学工程-兰州重离子加速器冷却储存环，通过高能48Ca束流的弹核碎裂反应产生远离稳定线的轻质量区丰中子核素，利用等时性质量测量方法，在CSRe上系统地精确测量从Ne到Ca的大量丰中子核素的质量，提取相关同位素链（同中子异位素链）的单核子分离能和双核子分离能随中子数（质子数）变化的系统性数据，研究N=20和28幻数随中子数和质子数的演化。

本项目基于CSRe开展了短寿命核素质量的精确测量及相关问题研究工作。进一步完善了时间信号拾取探测器系统，改进并发展了新的数据处理方法，在CSRe上先后利用58Ni，78Kr，86Kr和112Sn作为初级束流开展了多次实验测量工作，首次测量了16个短寿命核素的质量并提高了27个核素的质量精度。基于实验测量结果，我们对天体X-射线暴中涉及到的快质子俘获过程（rp过程）“等待点”、Ca-Sc循环等进行了研究，部分实验结果已经在国际知名学术期刊发表。