原子核形状相变及其临界点对称性研究

在相互作用玻色子模型和相对论平均场理论框架下，对原子核形状相变及其临界点附近核态的性质进行深入系统的研究。定量计算分析90、110、130、150、180等质量区原子核的低激发能谱、电磁跃迁几率和标志形状相变的其它物理量，研究形状相变核在扩展的IBM空间中的轨迹；重点关注形状相变临界点附近核的运动模式和结构性质。研究角动量驱动的轴对称和非轴对称原子核的形状相结构和形状相变；研究原子核的运动模式（尤其是临界点附近核态）与动力学对称性的对应关系及核形状相变与动力学对称破缺的对应关系；研究包含更多玻色子组分的具有高阶形变核的形状相结构及相变，分析其相变演化的轨迹；讨论同位旋和F旋对形状相结构及相变的影响，认识其相变临界点对称性的行为，发现更多的具有形状相变临界点对称性的典型核；系统总结标识形状相变的物理量和标志量。研究核子间的相互作用及单粒子与集体运动间的关联对原子核的形状及其相变影响的行为。

在相互作用玻色子和相对论平均场理论框架下，对A = 90、110、130、150、180等质量原子核的形状相及相变轨迹进行了系统的研究。研究了76Ge、100Mo、102Ru等典型核的低激发态性质进行了理论计算，讨论了它们的形状相结构，解释了核能谱结构中的能级摇摆，02态能级不正常等困扰人们的问题。对A=130质量区核的形状相变进行了系统的分析，系统探讨了该区同位素链形状相变在IBM2参数空间中相变轨迹的对应关系，对它们的低激发态能谱（将仅考虑基带扩展到γ带和β带）性质进行了计算，描述了124-134Xe同位素在IBM2相变空间的轨迹。对临界点附近核态及N=78同中子素132Xe、134Ba和136Ce的低激发混合对称态与E（5）的关系进行了探讨。研究了重偶—偶核的长椭球—扁椭球间形状相变，提出一个描述这类相变的可解解析模型，说明了该模型在扩展Casten三角形中形状相及相变演化的轨迹，分析计算了重偶—偶核激发态能谱、电磁性质、形变序参量、微观形变参数、电四极矩和四极不变量随形变结构常数χ变化的关系，通过理论与Hf、W、Os、Pt等的实验测量结果比较，说明这一模型的有效性。研究了奇质量数原子核由振动到转动态形状相变的临界点对称性，通过对临界点对称性哈密顿量、本征函数、本征态的分析计算，给出了具有临界点对称性附近典型原子核的能谱、电磁跃迁性质和相应的可观测量，并对中等形变的奇-A核，提出相应的DX(3)模型，通过对151Eu和173Ir激发态的分析计算，说明151Eu和173Ir可能是这种对称性的代表核。用粒子三轴转动模型研究了近超重核249Cm的能谱和形变相，通过对其四个转动带主要单粒子轨道近费米面尼尔斯形变能级项、能谱值和波函数在主要单粒子能级项中组份及表示四个带的形变参数进行计算，说明该近超重核的高自旋带是三轴形变的转动带、其它带则是近长椭球形变带。研究了Gd等同位素核同类核子对关联随粒子数和同位旋的变化关系，通过曲线拟合典型同位素核结合能随中子数变化的规律，给出了一个计算结合能的新方法。在项目实施中，项目组成员在国内国际重要刊物发表论12篇；参与承办全国性学术会议和小型专题学术会议各二次，国内外300多人次参加；邀请国内外专家讲学16人次，参加国内外学术交流20余人次，报告交流论文10余篇次；刘玉鑫教授培养博士研究生9名。实现了预期研究目标完成了预定任务。