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如何拉伸原子核?

已有 341 次阅读 2019-11-11 16:11 |系统分类:论文交流

        碳是组成生物体内有机化合物的最基本元素之一,也是宇宙中合成更重元素的必经路径。合成碳原子核的关键是Hoyle态,即碳-12原子核中第一个自旋为零的正宇称激发态。关于Hoyle态的结构,目前依然是一个开放性的问题,它可能是由三个 α 粒子组成的被极度拉伸的链式结构,也可能是没有确定形状的类气体态。

        为了探索碳-12原子核中可能存在的链式结构及其稳定性,北京大学、日本京都大学和德国法兰克福大学的研究人员克服了变分塌缩、费米子重复计算和非物理连续谱的占据等困难,在三维格点空间实现了微观自洽的推转协变密度泛函计算,研究了碳-12原子核中可能存在的链式结构及其稳定性SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy(SCPMA,《中国科学:物理学 力学 天文学》英文版)及时报道了这一研究成果,文章题为”Stability of the linear chain structure for 12C in covariant density functional theory on a 3D lattice”,发表于2019年第11期[1],通讯作者为北京大学的孟杰教授。作为SCPMA的Editor’s Focus栏目文章,该刊副主编清华大学龙桂鲁教授以及慕尼黑理工大学的Peter Ring教授分别撰写了点评文章进行解读[2,3],将同期发表。


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图1  碳-12原子核刚体转动惯量随迭代的变化. 图中的密度自左到右、自上到下分别对应于初始态、基态、链式结构和裂变

        从图1中左边的初始态出发,通过转动原子核,发现转动频率在大约2.0-3.5 MeV 范围内时,原子核呈现稳定的链式结构。较低的转动频率下原子核处于近似为球形的基态,较高的转动频率则导致原子核发生裂变。
        该项研究以碳-12原子核为例,给出了高速转动对原子核形状的拉伸效应,将推动后续的理论和实验探索,进一步加深对原子核奇特形状的认识。
        该项研究得到了国家重点基础研究发展规划项目(No. 2018YFA0404400, No. 2017YFE0116700)、国家自然科学基金(No. 11621131001, No. 11875075)资助。

 更多详情请阅原文:
[1] ZhengXue Ren, ShuangQuan Zhang, PengWei Zhao, Naoyuki Itagaki, Joachim A. Maruhn, and Jie Meng, Stability of the linear chain structure for 12C in covariant density functional theory on a 3D lattice, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 112062 (2019)
[2] Gui-Lu Long, Exploring the rod-shaped nucleus, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 112061 (2019)
[3] Peter Ring, A rotating α-chain in the nucleus 12C, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, 112063 (2019)




《中国科学: 物理学 力学 天文学》(中文版)和SCIENCE CHINA: Physics, Mechanics & Astronomy (SCPMA, 英文版)是中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的综合性学术刊物, 均为月刊。英文版SCPMA被SCI, EI, ADS等数据库收录, 2018年影响因子为3.986Q1区。中文版被ESCI、Scopus、《中文核心期刊要目总览》、《中国科学引文数据库》等收录, 以出版热点专题和专辑为主。中英文为两本完全独立的刊物。订阅《中国科学: 物理学 力学 天文学》微信公众号手机同步关注最新热点文章、新闻、科技资讯请添加微信号SCPMA2014或扫描下方图片关注. 

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