160质量区原子核宇称双重带的实验探索

Nuclei with octupole shapes (pear shape, tetrahedron etc. ) have attracted considerable attention and intensive discussion. The occurrence of the octupole deformation will characterizing the reflection asymmetry, which has important scientific significance. The reflection symmetry breaking in nucleus may give rise to the observation of parity doublet bands. The present project aims to search for the possible parity doublet bands and to study the nuclear reflection symmetry breaking in the 160 mass region. High spin states of Pm-149 and Eu-151 will be studied by means of in-beam gamma-ray spectroscopic techniques at China Institute of Atomic Energy and iThemba LABS in South Africa. The coincidence relationships and multipolarities of the deexcited gamma-rays will be measured. We will establish the level schemes of these nuclei and search for the possible parity doublet bands. Together with the systematic investigation of the adjacent nuclei in the 160 mass region, it is expected that the present project will improve the knowledge on reflection symmetry breaking in nuclei.

八极形变（梨形，正四面体等）原子核的研究一直是核结构研究中的重要问题之一。八极形变原子核的空间反射对称性是破缺的，这有可能关联着基本的CP对称性破缺问题，具有重要的科学意义。原子核存在稳定八极形变的一个可靠实验信号是观测到正负宇称交替的双带结构，被称为“宇称双重带”。本项目拟在质量数为160的核区开展实验，探索可能存在的宇称双重带结构，研究原子核空间反射对称性的自发破缺。目标核选定为Pm-149和Eu-151。拟在中国原子能科学研究院或南非iThemba 国家实验室利用重离子熔合蒸发反应布居目标核高自旋态。利用在束伽马谱学方法，对反应中退激的伽马射线进行符合测量，建立目标核的能级纲图，探索目标核可能存在的宇称双重带结构。本项目也将结合我们在研究原子核手征对称性破缺而形成的手征双重带中积累的经验，系统分析宇称双重带的物理性质，并对比两种双带结构，为整体了解原子核对称性自发破缺奠定基础。

对称性及其破缺是基本的科学问题。原子核是一个量子多体系统，其中蕴含着丰富的基本对称性以及对称性破缺的信息。本项目原计划在中国原子能科学研究院与中科院近代物理研究所合作建立的在束伽马谱学测量装置或南非iThemba 国家实验室的伽马终端上完成目标核的高自旋态实验，建立拟研究目标核149Pm和151Eu全新的高自旋态能级纲图，实验探索目标核中的宇称双重带，并对目标核以及邻近核中观测到的宇称双重带进行系统学研究。目前申请人已经于2019年在中国原子能科学研究院的伽马终端上完成了目标核149Pm的高自旋态实验，实验数据正在分析中。并且，申请人也已经在中国原子能科学研究院申请到了151Eu实验的束流时间。此外，申请人对原子核手征对称性与空间反射对称性联立自发破缺的理论研究，建议了“手征-宇称四重带”候选核；首次在82Br中报道了手征双重带结构；预言了As同位素奇奇核中的手征对称性及手征与贋自旋对称性的共存。