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　　近日，中國科學(xué)院近代物理研究所核物理中心科研人員與德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的合作者基于協(xié)變密度泛函理論在核結(jié)構(gòu)方面的研究中取得進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合近年多個(gè)國際核物理理論研究組提出的新的協(xié)變密度泛函（相互作用，對(duì)原子核的基態(tài)性質(zhì)、質(zhì)子和中子滴線、電荷均方根半徑等重要科學(xué)信息開展了系統(tǒng)性研究。相關(guān)成果于2月1日發(fā)表在Atomic Data and Nuclear Data Tables上。 

　　近年來，隨著新一代的大型放射性核束裝置投入使用，科學(xué)家利用新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)能夠精確測(cè)量更多奇特原子核的質(zhì)量和半徑，揭示遠(yuǎn)離 穩(wěn)定谷的奇特核相關(guān)的重要物理，進(jìn)而使人們能夠加深對(duì)宇宙中化學(xué)元素起源的理解。 

　　科研人員基于相對(duì)論Hartree-Bogoliubov方法，結(jié)合近代物理所團(tuán)隊(duì)及其他幾組國際前沿核物理理論研究組提出的新相互作用函數(shù)（PC-L3R、PC-X、DD-MEX、DD-PCX），系統(tǒng)性地研究了質(zhì)子數(shù)為8至110的原子核的基態(tài)性質(zhì)，包括結(jié)合能、單中子（質(zhì)子）分離能、雙中子（質(zhì)子）分離能、中子（質(zhì)子）均方根半徑以及電荷均方根半徑、費(fèi)米面和原子核基態(tài)的自旋與宇稱。計(jì)算結(jié)果表明，這幾種相互作用函數(shù)預(yù)測(cè)的束縛核數(shù)量分別為9004、9162、7112、6799。 

　　研究發(fā)現(xiàn)，這些相互作用函數(shù)給出了相似的質(zhì)子滴線，但是在豐中子側(cè)PC-L3R和PC-X給出了更遠(yuǎn)的中子滴線。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為可能是由于豐質(zhì)子側(cè)強(qiáng)排斥的庫侖力導(dǎo)致豐質(zhì)子核的單粒子能上移，從而導(dǎo)致束縛的豐質(zhì)子核相較于束縛的豐中子核更少，這種情況隨著質(zhì)子數(shù)的增加愈發(fā)明顯。而不同的相互作用函數(shù)以及對(duì)相互作用的選取將對(duì)預(yù)測(cè)的中子滴線位置產(chǎn)生較大影響。該研究對(duì)未來核物理實(shí)驗(yàn)及核物理理論研究提供了一定指引。  

　　 圖：三維核素圖中展示了基于相對(duì)論Hartree Bogoliubov方法預(yù)測(cè)的新同位素，其中相互作用選取為PC-L3R。目前實(shí)驗(yàn)上已證實(shí)的同位素（白色區(qū)域表示）以及穩(wěn)定核（黑色區(qū)域）也被標(biāo)記在上述三維核素圖中。圖中高度代表其相應(yīng)預(yù)測(cè)核素的剩余質(zhì)量。同時(shí)，質(zhì)子幻數(shù)Z＝20、28、50、82和中子幻數(shù)N＝20、28、50、82、126、184、258在圖中均被標(biāo)記。中子幻數(shù)N=184和258還有待實(shí)驗(yàn)證明。（圖/Yi Hua Lam、盧寧) 

　　該研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）（No. XDB34020100）、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（No. 11775277）和中國科學(xué)院國際人才計(jì)劃（No. 2019FYM0002）的支持。 

　　（儲(chǔ)存環(huán)核物理室 理論物理室 供稿）  

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.adt.2023.101635    

　　數(shù)據(jù)下載鏈接：https://github.com/lamyihua/nuclear-ground-state-properties  

　　免費(fèi)下載鏈接：https://authors.elsevier.com/a/1iX2-,26popDOv （有效期至2024年3月22日)