基于兰州强流重离子加速器装置的丰中子重核及超重核结构的研究

One of the scientific targets on High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility (HIAF) is to study nuclear structure and decay property of neutron-rich heavy and superheavy nuclei by multinucleon transfer reactions. This project emphatically improve the projected shell model and large-scale shell model to study nuclear structure and decay property of deformed and spherical neutron-rich heavy and superheavy nuclei around N=126 and N=162 region.The specific work is as follows. (1) We shall investigate structural properties related to deformation by improving Nilsson parameter, confirming deformation by conbining with density functional theory and developing triaxial projected shell model, such as shape coexistence and evolution, electromagnetic transition and prediction of nuclear structure in neutron-rich nuclei. (2) We also discuss the physical mechanism of the formation of isomeric states and probe the potential application of isomeric states due to induce deexcitation. (3) The extended pairing force plus multipole force plus monopole correction model (EPQQM) will be improved to study nuclear excited energy levels, binding energy and half-life of β decay by improveing equivalent single particle energy and equivalent interaction. (4) The ability of prediction of the theoretical models will be advanced by combining PSM, EPQQM and experimental invetigation which can provide reliable theoretical information for the future experiment on HIAF.

采用多核子转移反应研究丰中子重核和超重核的结构及衰变性质是兰州强流重离子加速器装置的科学目标之一。本联合基金项目依托该装置，采用投影壳模型（PSM）和大规模壳模型研究N=126和N=162附近形变及球形重核和超重核的结构及衰变性质，拟开展研究工作如下：（1）通过改进Nilsson参数、结合密度泛函理论确定形变参数、完善三轴投影壳模型等方式改进PSM，研究形变相关的结构性质，如形状共存与演化、电磁跃迁性质等，并预言更丰中子的原子核结构；（2）通过研究组态结构、投影位能面等探索导致原子核同核异能态结构的物理机制；（3）改进对力加多极力加单极修正模型（EPQQM），通过改进等效单粒子能级和等效相互作用，研究球形核附近原子核的激发能谱、结合能、β衰变半衰期等实验可观测量；（4）结合两种模型的改进并紧密结合实验研究，提高模型的预言能力，为兰州HIAF装置上即将开展的实验研究提供可靠理论依据。

在国家自然科学基金联合基金资助下，项目负责人组织项目组成员按照申报书的研究内容和目标开展科学研究和学术交流与合作，圆满完成本项目预期研究目标，在科研成果与业绩、学术交流与合作、人才培养与提升等方面取得了良好的成效。. 在科研成果与业绩方面，团队成员获批国家自然科学基金专项项目1项，获批浙江省自然科学基金1项，与上海交通大学合作主持横向项目1项。项目总经费66万元。完成SCI论文14篇，有本项目团队成员参与且有本项目资助标注SCI/EI收录论文12篇，其中SCI二区以上论文11篇。需要特别指出的是，由项目负责人与清华大学实验组合作，对实验上首次发现的反射不对称形状与反射对称形状共存现象进行了理论计算，研究成果发表在国际顶级物理期刊《PHYSICAL REVIEW LETTERS》[124 (2020) 032501]上，并被编辑选为推荐文章。. 在学术交流与合作方面， 项目组作为组织者或核心成员参与承办学术会议8次，其中国际学术会议1次，国内学术会议7次，与HIRFL-CSR和HIAF两大科学装置上相关专题研讨会2次；团队成员参加学术会议24人次，学术活跃度进一步提高。项目执行期间，团队成员开展学术互访8人次，其中6个月以上出国学术合作4人次，团队成员分别到法国巴黎十一大学、日本RIKEN、俄罗斯联合核子研究所、德国达姆施塔特工业大学等科研院所参与原子核转动多样性及超重元素合成等国际合作。. 在人才培养与提升方面，与沈阳师范大学联合培养硕士研究生1名。项目执行期间，有2名成员分别晋升教授和副教授职称；2020年刘艳鑫教授入选“南太湖特支计划”科技创新领军人才。. 本项目的支持极大促进了项目组以及合作单位核物理科学研究工作的发展，通过理论发展应用、学术交流合作、理论与实验结合等举措，项目团队整体研究能力和研究水平得到了显著提升，为HIAF大科学装置未来开展的实验提供了重要的理论和实验参考。