极端丰中子F与Ne同位素的核结构研究

丰中子核的奇异结构是放射性核束物理的重要研究方向之一。目前对F和Ne丰中子同位素的实验研究还很少，但26,27,29F及27,29,31Ne的中子分离能很小，可能具有奇异核结构；同时它们处于N=20的"反转岛区"，研究其核结构具有重要意义。本项目将通过测量电荷改变截面、中子擦去截面(及核反应总截面)来提取质子、中子及核物质半径，深入研究F和Ne丰中子同位素的核结构特性及外层核子轨道分布，发现可能存在的中子晕核；结合中子擦去截面、中质子比(或t/3He)测量来提取中子皮厚度，通过中子皮厚度来提取非对称核物质状态方程和核相互作用势中的一些重要物理量或得到它们的一些约束条件。项目将对远离稳定线的奇异核结构研究、核理论模型的发展、非对称核物质状态方程、核天体物理及中子星性质的深入了解具有重要的科学意义。

远离稳定线原子核的奇异结构是放射性核束物理的重要研究方向之一。目前对F和Ne丰中子同位素的实验研究还很少，但这些同位素处于N=20的“反转岛区”，研究其核结构具有重要意义。同时对丰质子核的衰变特性研究也是目前核物理的重要研究方向之一。本项目计划通过测量电荷改变截面、中子擦去截面(及核反应总截面)来提取质子、中子及核物质半径，深入研究F和Ne丰中子同位素的核结构特性及外层核子轨道分布，发现可能存在的中子晕核；结合中子擦去截面、中质子比(或t/3He)测量来提取中子皮厚度，通过中子皮厚度来提取非对称核物质状态方程和核相互作用势中的一些重要物理量或得到它们的一些约束条件。同时开展理论研究，寻找对中子皮厚度敏感的物理量，以便能通过实验测量提取进度精度更高的中子皮厚度实验数据。我们在兰州重离子国家实验室的RIBLL束流线上开展丰中子F和Ne同位素的电荷改变截面实验测量，实验获取了21Ne至27Ne的数据，并进行了数据分析。已初步得到了21-27Ne电荷改变截面，同时也对F，Na，Al等同位素的电荷改变截面进行了分析。该实验拟通过电荷改变截面提取质子半径，结合已有的核物质半径提取Ne同位素的中子皮厚度，研究丰中子Ne同位素链的奇异结构；同时结合理论计算提取对称能的大小并研究核态方程。完成在日本理化学研究所的RIPS束线上进行的23Al、22Mg双质子发射实验数据分析，结合不同双质子发射机制的理论模拟，首次发现并确定22Mg在14.04MeV的高激发态存在约30%的2He集团发射机制，而23Al的高激发态双质子发射机制主要为三体或级联发射。基于输运模型计算研究了中能区丰中子炮弹.引起的重离子碰撞过程，发现周边反应的t/3He敏感于丰中子炮弹的中子皮厚度，因此可作为提取中子皮的实验观测量；同时得出重碎片的产额和同位旋标度参数也与中子皮厚度存在很强的关联，对中子皮厚度的研究具有一定科学意义。系统地研究了重离子碰撞库仑激发产生的巨偶极共振与核态方程的依赖性以及核物质的粘滞系数与原子核液气相变的关系，得到了一些有意义的研究成果。