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B(E2)反常:核结构研究的大BUG (5)2016

已有 1668 次阅读 2022-7-3 11:51 |个人分类:我爱我师|系统分类:科普集锦

        2016年,Grahn等人的工作是一篇真正的杰作,奏响了核结构领域的一个美妙的音符,我认为这篇文章使得B(E2)反常成为了一个真正被认真对待的研究领域。在这之前,发现存在该反常现象的114Te和114Xe的B4/2虽然比1小,但是小的不是太多,前者是0.84,后者是0.71,虽然74Zn的比值为0.33,但是它的价核子数不是太多,偏离幻数核不是够远,它的价质子数是2,价中子空穴数是6,核子配对数是4。在加上72Zn,48,50Cr,孤零零的分布在原子核的图谱上。

    Grahn等人在核结构理论都熟悉的Os同位素上做出了重要的突破,发现168Os具有极其典型的B(E2)反常。这个Os同位素已经有了大量的实验和理论研究,有着比较丰富的核结构实验数据。以前的研究更多的集中在该同位素的中子数比较多的一边,168Os是中子数比较少的一边。这个核的质子数是76,所以价质子空穴数是6,中子数是92,所以价中子数是10,这样一来该原子核的价核子数是16,核子配对数数是8,已经非常远离幻数核了。这个核的性质,应该由16个价核子的彼此作用共同决定。第一个2+态的电四极约化跃迁强度是74(13),也完全说了这一点。它的Yrast带的能级行为也说明了这一点。这从下图中可以清晰地看到,整个能带是一种集体激发行为。

    但是对于这个原子核,它的4+态的跃迁强度却是25(13),B4/2的值是0.34!这个结果,可以说让所有做核结构的人都惊掉了下巴,因为它的出现根本就不在预料之中。从下图可以看到,中子数从86到124,Os同位素都有许多实验数据,是理解原子核结构演化行为的非常好的研究对象。中子数92的,就是168Os。4+态和2+态的能级比值E4/2是连续变化的,这从下图的上边第一个小图可以清晰的看到。所以整个Os同位素的演化,很难想象会有剧烈的突变行为,这也是做核结构研究看到这个反常一定大吃一惊的原因。从下面两个小图中,我们可以清晰的看到,4+态的跃迁强度发生了突变。

    在这篇文章,作者指出,在以前讨论Os核的理论中,QCD激发的相对论能量密度泛函理论、粒子数投影BCS理论、和基于现实相互作用的QRPA理论都没有给出该反常的语言。同时,他们自己也做了基于SkM*能量密度泛函的相互作用玻色子-2的计算,与理论也是无法匹配的。这个事情就如此突兀的出现了,然后拒绝了核结构理论的解释。






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