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　　近日，來(lái)自中科院近代物理研究所與北京大學(xué)的科研人員，利用Gamow殼模型研究了³¹F的暈結(jié)構(gòu)。根據(jù)模型計(jì)算的原子核性質(zhì)，研究人員推測(cè)³¹F是一個(gè)雙中子暈核。該成果以快速通訊（Rapid Communications）的形式發(fā)表在期刊Physical Review C上。 

　　β穩(wěn)定線附近的原子核具有良好的穩(wěn)定性。隨著質(zhì)子或中子的增加，原子核將逐漸遠(yuǎn)離β穩(wěn)定線，接近質(zhì)子或中子滴線，原子核逐漸變得弱束縛或者非束縛。滴線區(qū)附近的原子核也會(huì)出現(xiàn)一些奇特的物理現(xiàn)象，如暈現(xiàn)象。在暈核中，價(jià)核子廣泛地彌散并微弱地束縛在“核芯”周圍。 

　　原子核的暈現(xiàn)象已經(jīng)在滴線區(qū)原子核中被發(fā)現(xiàn)。由于暈核中原子核的弱束縛以及與周圍連續(xù)態(tài)的耦合效應(yīng)，理論上描述暈核依然存在很大挑戰(zhàn)。 

　　作為普通殼模型的擴(kuò)展，Gamow殼模型可以很好地描述暈核的奇特結(jié)構(gòu)。它能很好地處理核子之間的相互關(guān)聯(lián)，并考慮與連續(xù)態(tài)和共振態(tài)的耦合效應(yīng)，因此非常適合用來(lái)描述弱束縛或非束縛原子核的特性。 

　　在中重核區(qū)，³¹F是比較特殊的原子核，它是氟同位素的滴線原子核，具有較小的雙中子分離能，此前也有實(shí)驗(yàn)提出³¹F有可能是一個(gè)雙中子暈核。 

　　為了研究³¹F的暈結(jié)構(gòu)，中科院近代物理研究所的科研人員與北京大學(xué)的研究者合作，利用Gamow殼模型計(jì)算和研究了³¹F基態(tài)波函數(shù)及其他性質(zhì)?？蒲腥藛T優(yōu)化了有效核力，標(biāo)記為GSM-EFT和GSM-FHT。利用Gamow殼模型計(jì)算了豐中子F同位素的結(jié)合能, 并與未考慮連續(xù)態(tài)效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。 

　　研究人員計(jì)算了滴線區(qū)F同位素^27,29,31F的單體密度以及均方根半徑?？梢悦黠@看到³¹F的波函數(shù)彌散到比較遠(yuǎn)的空間中，然而^27,29F的波函數(shù)局部分布在原子核附近(如圖2所示)。同時(shí)，研究者也檢驗(yàn)了³¹F的兩體關(guān)聯(lián)密度與^27,29F兩體關(guān)聯(lián)密度在漸進(jìn)區(qū)域的分布性質(zhì)。 

　　根據(jù) Gamow殼模型計(jì)算的^27,29,31F原子核性質(zhì)，研究人員推測(cè)³¹F是一個(gè)雙中子暈核，并提議實(shí)驗(yàn)核物理學(xué)家展開(kāi)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)論證，發(fā)現(xiàn)³¹F的雙中子暈特性。³¹F將有可能是已知的最重的雙中子暈核。 

　　該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的支持。 

　　文章鏈接：https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.101.031301 

　　圖1:不同理論計(jì)算的相對(duì)于 ²⁴O的豐中子^25–31F同位素的結(jié)合能，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較。（N. Michel/圖） 

　　圖2:利用GSM-EFT計(jì)算的^27,29,31F同位素價(jià)核子的的單體密度與均方根半徑。（N. Michel/圖） 

　　                                                                                                                                                            （理論物理室 供稿）