轻核转动激发结构的理论探索

Nuclear rotation has always been a hot topic in the research of nuclear structure in the past decades, however, the rotational structure of the light nuclei (such as Li、Be、B、C、N、O、F etc.) is a new field which attracts significant attentions recently. This project will focus on the systematical theoretical research in the new field. We will adopt three kinds of theoretical methods: (1) titled axis cranking nilsson (or relativistic mean field) model based on semi-classical cranking approximation, (2) a fully ab initio calculation based on first principles and realistic nucleon–nucleon interactions, and (3) a new model combining the realistic nucleon–nucleon interactions with cranking wave function. By the study of this project, the rotational picture of the light nucleus will be presented from the cranked approximation; the nuclear collective rotation will be obtained directly from first principles; meanwhile the new model and method for the research of nuclear rotation will be built. By the study of this project, we will provide the self-consistent, microscopic and comprehensive description for the rotation phenomena of the light nuclei, and get an in-depth understanding for the nuclear rotation phenomena.

原子核的转动现象一直是核结构研究中的热点，但是对于轻核(如Li、Be、B、C、N、O、F等)转动结构的研究近期才开始涉及。本课题将对这一崭新的领域进行系统的理论分析，拟采用的理论方法包括：基于半经典推转近似的推转Nilsson模型及推转相对论平均场模型，基于第一性原理和真实核子核子相互作用的从头计算方法，以及新发展的结合真实核子核子相互作用和推转波函数的模型。通过该课题的研究，将从推转近似得到清晰的轻核转动图像、将从第一性原理直接获得原子核集体转动、同时得到研究原子核转动的新模型方法；对轻核的转动现象进行自洽地、微观地、全面地描述，加深对原子核转动现象的理解。

原子核的转动现象是核结构研究中一个长期课题，也是目前实验和理论探索的热点之一。本项目基于现有的和新发展的倾斜推转模型、相对论平均场理论、粒子转子模型等理论方法，研究了轻核的转动激发、最轻的手性核区、以及原子核奇特转动模式。. 在本项目的研究中，系统计算了80质量区这一手性原子核出现的最轻核区，预言了Br和Rb同位素链中的手性候选核；展示了轻核Be同位素链的转动激发结构；建议105Ag中近简并的三条带是手性和赝自旋对称性共存的例子，并预言了手征-赝自旋四重带；研究了Pd同位素中候选的反磁转动带并命名为“类雨伞”反磁转动模式。. 通过本项目的研究，得到了研究原子核转动的新模型方法；通过对轻核的转动激发和手性核等问题自洽微观的研究，加深了对原子核转动现象的理解；项目建议了“类雨伞”的新型的反磁转动模式及预言了手征-赝自旋四重带现象，其中后者已在2020年报道了实验证据，这些理论工作将激发更多相关的实验探索。