基于角动量投影的位能面群的原子核结构研究

We will further improve the angular momentum projected potential energy surfaces approach proposed recently by ourselves. Based on the improved approach we will study systematically the nuclear structure and its evolution for the exotic nuclei with almost equal proton and neutron numbers which are being intensively studied both theoreticaly and experimentally, the typical nuclei having the decay out of a superdeformed band and some heavy and superheavy nuclei including typical fissile nuclei.The emphasis will be placed on the study of the equilibrium shapes, shape coexistence, shape transitions, isomeric states, fission barriers and decay out of the superdeformed bands of these nuclei. We will explore the generic properties of the shape transitions and decay out of superdeformed bands of exotic nuclei and analyze the microscopic mechanism of the decay out of superdeformed bands for the typical decay out nuclei.

我们将进一步发展和完善由我们提出的原子核角动量投影的位能曲面群的计算方法，并用该方法系统地研究受理论和实验关注的N≈Z奇特原子核、典型的超形变带的带外衰变原子核、重原子核（包括典型的裂变原子核）、超重原子核的结构及其演化。我们将着重研究这些原子核的平衡形状、形状共存、形状相变、同质异能态、裂变位垒以及超形变带的带外衰变。我们将探索奇特原子核形状相变和超形变带的带外衰变的普遍规律，分析典型带外衰变原子核的带外衰变的微观机制。

我们综合了带四极形变约束的相对论或非相对论哈特里-福克-波戈溜波夫理论和投影壳模型的优点，发展了一种计算原子核的角动量（自旋）投影的位能曲面的新方法（组合方法）。该方法能够在原子核的形变、自旋和同位旋这三度空间中对原子核的结合能这一核物理中最基本而重要的物理量进行断层扫描。基于上述组合方法，我们采用Skyrme(SkP,SLy4,5,6)和Gogny(D1S)有效相互作用系统地计算了从较轻原子核一直到重原子核（包括超重原子核）的自旋从零一直到很高值的自旋作投影的位能曲面群，详细地研究了这些原子核的平衡形状、形状共存、形状相变、同质异能态、裂变位垒以及超形变转动带的带外衰变。我们着重研究和分析了铅(174-208Pb)和汞(180-214Hg)长同位素链中质量数为偶数的原子核的形状相变和超形变转动带的带外衰变，解决了理论上和实验上许多长期悬而未决的问题：超形变转动带的起源？正常形变转动带和超形变转动带之间有无位垒？位垒是什么样的？超形变转动带的带外衰变是否突然发生？带外衰变点的激发能和自旋？我们发现：位能曲面、位垒和带外衰变强度随中子数改变而发生急剧变化。随中子数的增加，带外衰变会发生从雪崩型（位垒很低，衡量带外衰变强度的从超形变带到正常形变带的隧穿宽度很大）经过随自旋的突然发生型最后过渡到随自旋的平缓变化型的转变。上述研究结果对将来带外衰变的实验研究是至关重要的。我们在国际上第一次从微观理论层面上揭示了原子核超形变转动带的形成以及带外衰变的同位旋依赖性。同时，我们对与同位旋自由度密切相关的核结构问题, 例如,有限核与核物质的对称能、有限核的中子皮厚度、有效相互作用中的张量成分对核结构的影响，作了探讨,为进一步发展和完善组合方法打下了基础。