原子核手征性与多重手征性的理论研究

Since its prediction in 1997 and observation in 2001, the nuclear chirality has been one of the hottest topics in the study of nuclear structure. In 2006, the triaxial covariant density functional calculations show that the triaxial shape coexistence with different particle-hole configurations may exist, which indicates multiple chiral doublet bands could be observed in one single nucleus and this new phenomenon, named as multiple chiral doublets or multi-chirality, has attracted extensive theoretical and experimental attentions. This project, based on our researching experience and achievements, will theoretically investigate nuclear chirality and multi-chirality. The main contents include, 1) To develop a new collective Hamiltonian method for chiral modes. 2) To explore the establishment of collective Hamiltonian based on the tilted axis cranking covariant density functional theory. 3) To explore the multiple chiral doublets in real nuclei with the combination between the covariant density functional theory and triaxial particle rotor model. 4) To give impetus to the study of nuclear chirality and multi-chirality through the effective collabrations between the theoretical and experimental sides. In summary, the project aims to establish a new collective Hamiltonian method for the study of nuclear chirality, and in combination with the experimental work, to explore the broader understanding of nuclear chirality and multi-chirality.

原子核的手征性自1997年理论预言并于2001年被实验证实以来，已成为当前核结构研究的热点之一。2006年理论计算给出不同粒子空穴组态的三轴形状共存，从而预言在一个原子核中可能存在多重手征带的新现象，引起了理论和实验工作者的广泛关注。本项目将结合当前国内外原子核手征带的研究趋势，以及自身的研究经历和工作基础，对原子核手征性和多重手征性进行理论研究。项目的主要研究内容和目标有：1）发展手征模式的集体哈密顿量新方法；2）探索基于倾斜轴推转协变密度泛函理论的集体哈密顿量研究；3）结合协变密度泛函理论和三轴粒子转子模型，探索原子核中的多重手征带；4）理论密切联系实验，相互促进，推动手征性和多重手征性的研究。通过本项目的研究，力图建立研究原子核手征性和多重手征性的新方法，与实验工作紧密结合，拓宽对原子核手征性和多重手征性的认识和了解。

自1997年理论预言原子核的手征性并于2001年被实验证实以来，迄今实验上已报道四十多例手性原子核。2006年基于协变密度泛函理论进一步预言了在一个原子核中可能存在多重手征带的新现象，并于2013年在133Ce中首次得到证实。由此，原子核手征对称性研究的重心已经逐渐转移到多重手征带的探索之上。本项目面向这一趋势，建立了研究原子核手征性和多重手征性的新方法，与实验工作紧密结合，对多重手征带进行了探索，拓宽了对原子核手征性和多重手征性的认识和了解。..项目围绕原子核手征性与多重手征性，进行了多方面的研究和探索。发展了手征和摇摆模式的集体哈密顿量新方法，实现了手征和摇摆模式的二维集体哈密顿量描述，并结合单-j壳的倾斜轴推转和倾斜轴推转协变密度泛函理论对集体在实际原子核中的应用进行了探索；结合协变密度泛函理论和粒子转子模型，密切配合实验，探索了原子核中的多重手征带：首次在103Rh中证实基于同一组态的多重手征带、成功解决了106Ag中的手征疑难问题、首次发现原子核中手征对称性和空间反射对称性联立自发破缺的证据；借助K图和方位角图，首次在角动量投影方法下给出了手征双重带的手征几何；等等。