《原子核高自旋态》PPT课件

《《原子核高自旋态》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、原子核的高自旋态高自旋态研究介绍原子核具有的角动量称为原子核的自旋,属于原子核重要的量子力学性质.实验上是从原子光谱存在超精细结构发现的。原子核是由核子组成的,每个核子有自旋,同时在核内作复杂的相对运动,具有相应的轨道角动量,这些角动量和原子核的集体转动角动量耦合,构成了原子核的自旋。一般将原子核自旋量子数大于10的核态称为高自旋态。从六十年代后期开始，由于重离子加速器的建立，探测器技术、电子学技术和计算机技术的发展，在衰变谱学(由原子核的自然衰变而得到能谱)的基础上逐渐形成了一个新的研究领域—现代核谱学,大大扩大传统核谱学研究的疆界。现代核谱学一方面

2、可以通过某些核反应使人们观测到原子核的多种激发模式和多种退激模式，另一方面，也可以通过某些反应将反应产物中的生成核布居到更高的激发态和更高的自旋态。七十年代，人们由晕谱的转动惯量出现回弯而发现的普遍的“回弯现象”导致了高自旋态核物理学的出现和发展。核谱学研究的三个主流方向1.激发能自由度(高激发能)2.同位旋自由度(高同位旋)3自旋自由度(高自旋)高自旋态的布居1.重粒子多重库仑激发2.重粒子诱发裂变3.重粒子融合蒸发反应高自旋及回弯现象重核裂变：应用重核的自发裂变，产生丰中子核的高自旋态。重核裂变同时能够产生大量裂变碎片，一次实验可以研究很多核的高自

3、旋态，但是这些核也会在数据分析时互相干扰。重离子库仑激发：通过长程电磁相互作用产生非弹性散射，使靶核处于高自旋态。库仑激发容易激发起集体运动，但是激发能不太高。适用于稳定线附近的核，需要稳定的靶。熔合蒸发反应：用加速到一定能量的重离子束流，打在靶核上,与靶核熔合产生复合核。复合核通过蒸发粒子（中子、质子或α粒子）可以退激掉大部分的能量，但发射的粒子不能带走很多角动量，于是形成具有高自旋的剩余核，它通过级联跃迁退激到基态。即所谓的重离子反应(HI,(xn,xp))。熔合蒸发反应适用于缺中子核。熔合蒸发反应是比较好的一种研究高自旋态的方法，最高可以获得

4、约60ℏ的角动量。高自旋及回弯现象7Li轰击114,116Cd，束流能量分别为48和30MeV。120核区高自旋态实验研究高自旋及回弯现象1971年A.Johnson等人通过反应研究了核的高自旋态。他们在分析转动惯量与转动角频率ω的变化关系时，发现晕谱在I=14+附近转动惯量突然增加，出现回弯现象(backbending)，这里我们给出另一清晰的回弯现象的图，如图4.8.1所示。所谓晕态是指同角动量下，能量最低的态，这些态构成的线称为晕线(yrastline),如图4.8.2所示。5.高自旋态中的回弯现象5.高自旋态中的回弯现象(2)回弯机制早期,B.

5、MottelsonandJ.Valatin提出,对崩溃(PairingCollapse),>c时,对关联受扰动,超导态正带态,rig,转动惯量急剧增加.72年F.StephensandR.Simon提出,回弯处实际是内部颇不同的两个转动带的交义(bandcrossing),一个是基带,内部核子配对,小,J,EJ;另一个是激发带-S带(Superband)内部是高j低闯入轨道上一对核子拆散,受很强的Coriolis力作用,角动量沿集体转动轴方向(R)顺排,急剧增大,出现图示的回弯.图4.8.1、回弯现象图4.8.2、晕线高自旋及回弯

6、现象(2)回弯机制早期,B.MottelsonandJ.Valatin提出,对崩溃(PairingCollapse),>c时,对关联受扰动,超导态正带态,rig,转动惯量急剧增加.72年F.StephensandR.Simon提出,回弯处实际是内部颇不同的两个转动带的交义(bandcrossing),一个是基带,内部核子配对,小,J,EJ;另一个是激发带-S带(Superband)内部是高j低闯入轨道上一对核子拆散,受很强的Coriolis力作用,角动量沿集体转动轴方向(R)顺排,急剧增大,出现图示的回弯.丰富的核结构现象手征双重

7、带磁转动与反磁转动超形变八级关联旋称反转带交叉延迟带终结形状共存质子中子顺排竞争一．质子和中子转动排列竞争(AlignmentCompetition)当原子核高速转动时,处于高J低Ω轨道上的一对角动量耦合为0的核子,由于受到的科里奥利力方向相反而被拆对,并使它们的角动量沿转动轴方向排列,使原子核的转动惯量突然增加,在能谱结构上即可呈现出著名的回弯现象(Backbending)。1983年,近代物理研究所的孙相富研究员在研究130Ba的实验中,在基态转动带10＋态之上观测到一个三分叉现象,其中的两个正宇称带,都有回弯现象出现。通过与推转壳模型计算比较,提

8、出了它们分别为一对h11/2质子和一对h11/2中子转排的结果。同时预言在128Ba等邻近核中