张量力对原子核的集体激发态的影响

张 量 力 对 原 子 核 集 体 激 发 态 的影 响白 春 林 1,2,3 张 焕 乔 2,3 张 锡 珍 2 许 甫 荣 3 1 四 川 大 学 物 理 学 院 ， 成 都2.中 国 原 子 能 研 究 院 ， 北 京3.北 京 大 学 物 理 学 院 提 要 张 量 力 简 介 自 洽 的 HF+RPA模 型 张 量 力 对 Gamow-Teller跃 迁 的 影 响 张 量 力 对 GT跃 迁 影 响 的 机 制 张 量 力 对 自 旋 偶 极 （ SD） 和 自 旋 四 极 （ SQ）跃 迁 的 影 响 GT和 SD跃 迁 对 张 量 力 的 参 数 的 限 制 小 结 张 量 力 简 介 I 核 子 间 存 在 张 量 相 互 作 用 ， 但 长 期 以 来 被 忽 略 在 远 离 稳 定 线 的 奇 特 核 区 域 发 现 了 幻 数 的 演 化 Otsuka最 早 在 壳 模 型 中 加 入 张 量 力 来 解 释 这 些 幻 数 的 演化 T.Otsuka,et.al.PRL,97,162501(2006) 张 量 力 简 介 II Skyrme的 张 量 力 被 引 入 到 HF计 算 中 ， 也 能 得 到 类 似 的 结 果 . Col, Sagawa, Fracasso, Bortignon, PLB, 646(2007) 227 现 在 的 平 均 场 理 论 中 逐 渐 开 始 考 虑 加 入 张 量 力 的 贡 献 张 量 力 简 介 III Skyrme力 是 动 量 相 关 的 零 程 力 ， 其 中 的 张 量 项 是 ： 它 只 对 HF势 的 自 旋 轨 道 耦 合 势 有 贡 献 / /0. 2 2 q q q qd d J JWqS O r dr dr r rU 5 512 24,T TU T U 张 量 力 简 介 IV-存 在 问 题 B.A.Brown等 人 用 G矩 阵 相 互 作 用 得 到 的 张 量 力 参 数 与G.Colo等 人 得 到 的 结 果 相 冲 突 B.A.Brown,et.al,PRC74,061303(R)(2006) T.Lesinski等 人 根 据 原 子 核 的 基 态 性 质 ， 把 张 量 力 的 参 数 和 其 他 的 Skyrme参 数 一 起 拟 合 得 到 很 多 套 自 洽 的 参 数 T.Leisinski,et.al,PRC76, 014312(2007)HF理 论 中 的 单 粒 子 能 级 不 是 严格 的 单 粒 子 能 级 张 量 力 似 乎 对 原 子 核 的 基 态 性质 不 敏 感 自 洽 的 HF+RPA模 型 -HF方 法 原 子 核 的 Hmilton量 HF理 论 ： 核 子 在 原 子 核 中 受 到 其 他 核 子 的 相 互 作 用 近 似 的 用 一 个 平 均场 来 表 示 ， 原 子 核 基 态 由 单 粒 子 态 的 Slater行 列 式 构 成 ： 在 基 态 下 能 量 最 低 ， 要 求 从 而 可 以 得 到 单 粒 子 态 的 本 征 方 程 11 2 !, ,., detA i jAHF r r r x 0HF H HF i i i ih 1 2 1 2 1 2 3 4 1 2 4 31 2 1 2 3 414k k k k k k k k k k k kk k k k k kH t a a v a a a a 自 洽 的 HF+RPA模 型 -RPA理 论 原 子 核 的 激 发 态 可 以 表 示 为 RPA近 似 RPA方 程0 ,| | | | .v v vmi m i mn ij m n i jmi mjinv C HF C a a HF C a a aa HF | |v vmi m i mi i m mi miv X a a Y a a HF * * 1 00 1v vvv vA B X XEB A Y Y ,mi nj m i mn ij mjinA v ,mi nj mnijB v 自 洽 的 HF+RPA 模 型 用 自 洽 的 HF+RPA模 型 研 究 核 的 集 体 激 发 态 在 HF模 型 中 用 迭 代 的 方 法 解 出 单 粒 子 能 级 和 波 函数 ， 对 计 算 的 特 定 激 发 态 用 其 选 择 定 则 选 取 粒 子 -空 穴 组 态 ， 算 出 RPA方 程 中 的 矩 阵 A和 B， 对 角 化RPA方 程 就 可 解 出 集 体 激 发 态 。 自 洽 性 要 求 HF和 RPA计 算 中 用 的 有 效 相 互 作 用 完全 相 同 。 张 量 力 对 Gamow-Teller跃 迁 的 影 响 I 模 型 独 立 的 求 和 规 则 Quenching问 题 目 前 实 验 仅 能 在 低 激 发 能 区 域 观 测 到 50-70%的 跃 迁 强 度 两 种 解 释 ： 1， 共 振 态 2， 组 态 混 合 （ 2p-2h） ， 使 一 部 分 强 度 分 布 在 高 激 发 能区 A.Arima,et.al.Adv.Nucl.Phys.18(1988)1, G.F.Bertsch,I.hamamoto,Phys.Rev.C26(1982)1323(0) (0) 3( )m m N Z 主 峰 下 移 约 2MeV 约 10% 的 跃 迁 强 度 被 移 到 30MeV, 这 会 影 响 到 Quenching问 题 （ 仅 在 1p-1h的 框 架 下 ） Bai, Sagawa, Zhang, Zhang, Xu and Col, PLB, 675 (2009) 280 10 20 30 40 50 600102030405060 GT strength(MeV-1 ) Ex(MeV)208Pb GT SIII 00 10 11张 量 力 对 gamow-teller跃 迁 的 影 响 II 张 量 力 对 GT跃 迁 影 响 的 机 制 I 1+ 态 有 两 种 模 式 GT 和 1+ SQ 这 两 种 算 符 的 耦 合 与 张 量力 有 关 10 1GTO Y 12 1SQO Y Bai, Zhang, Zhang,Xu,Sagawa, Col,PRC,79,041301(R)(2009) 张 量 力 是 这 两 种 模 式 耦合 起 来 ， 进 而 使 约 10%的 跃 迁 强 度 移 到 高 能 区Bai, Zhang, Zhang,Xu,Sagawa, Col,PRC,79,041301(R)(2009)张 量 力 对 GT跃 迁 影 响 的 机 制 II 张 量 力 对 自 旋 依 赖 的 更 高 阶 的 电 荷 跃 迁 反 应的 影 响 算 符 定 义 其 中 分 别 对 应 Gamow-Teller (GT), Spin-Dipole (SD), Spin-Quadupole (SQ), 和 , Spin-Octupole (SO). 1 i l i ii liO t r Y 0,1,2,3l 张 量 力 对 SD跃 迁 的 影 响 C.L.Bai,H.Q.Zhang,X.Z.Zhang,Nucl.Phys.A 834， 65c（ 2010） C.L.Bai,H.Q.Zhang,X.Z.Zhang,F.R.Xu,G.Colo and Sagawa,CPL(2010) 张 量 力 对 GT,SD 和 SQ影 响 的 一 般 规 律张 量 力 对 这 三 种 跃 迁 的 各 种 模 式 影 响 都 很 多 ， 其 一 般 规 是 上 移 模 式 的 跃 迁 强 度 下 移 模 式 的 跃 迁 强 度 耦 合 和 两 类 模 式 1l lY l lY 1lY 1lY 最 新 的 SD实 验 支 持 我 们 的 结 论C.L.Bai,H.Q.Zhang,H.Sagaawa,X.Z.Zhang,G.Colo,F.R.Xu,PRL,105,072501(2010)The tensor force between nucleons is very strong but, until recently it has not been possible to pin down itsspecific effects in nuclei. The present paper shows how tensor forces have an observable effect on spin dipole excitations in nuclei. clear signatures of tensor effects are searchedsince nearly a decade and the results of this study seem to be verypromising. GT和 SD跃 迁 对 张 量 力 参 数 的 限 制 (I) 至 今 约 有 40套 包 含 张 量 力 的 参 数 根 据 基 态性 质 被 拟 合 出 鉴 于 张 量 力 对 我 们 研 究 过 的 这 些 激 发 态 影响 很 大 ， 我 们 用 这 些 参 数 计 算 了 90Zr和208Pb中 的 GT和 SD跃 迁 强 度 ， 并 与 实 验 相比 较 仅 2套 得 出 的 主 峰 和 实 验 值 相 比 在2MeV以 内 。 目 前 调 参 数 时 ， 仅 从 基 态 考 虑 对 张 量 力 的参 数 的 限 制 不 够 ， 我 们 从 激 发 态 考 虑 对 参数 的 限 制 。 GT和 SD跃 迁 对 张 量 力 参 数 的 限 制 (I) -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300300350400 450500550 600650700 T (MeVfm5 ) U (MeVfm5) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SGII+Tensor考 察 了 90Zr和 208Pb中 的 GT和 1+SD跃 迁 的 =|Eth-Eexp|图 中 绿 色 区 域 1.8MeV图 中 蓝 色 区 域 1.6MeV 01020304050 6070 020406080100120 14016018 0204060 8010 0 10 20 30 40 50 60 70050100150 200250 SD0- expT=580U=100 SD1- exp SD stren gth SD2- exp Ex SD total exp SGII+Tensor 小 结 张 量 力 是 GT跃 迁 的 主 峰 下 移 约 2MeV, 大 约 10% GT强 度 在 1p-1h框 架 下 被 移 到 高 能 区域 （ 典 型 的 2p-2h的 能 区 ） . 张 量 力 对 电 荷 交 换 的 SD 的 1-态 强 度 显 著 下移 ， 这 个 效 应 得 到 实 验 的 支 持 . 从 GT和 SD跃 迁 的 实 验 和 理 论 计 算 结 果 可 以对 张 量 力 参 数 给 出 很 强 限 制 。 谢 谢 ！