Configuration-constrained total-Routhian-surface models

Abstract

世纪 50 年代初, Inglis [1] 提出了用于描述变 形原子核转动运动的半经典推转壳模型. 这个模型 基于量子力学基础, 从微观角度给出了原子核中的 核子在科里奥利力 (Coriolis) 作用下的运动规律. 这 个模型随着计算机技术的发展而得到不断发展. 在 最初的推转壳模型计算中, 原子核的形状被假定不 随转动频率而变化 (即: 固定形变计算), 并且不考 虑对相互作用. 这样的计算往往不能定量地描述原 子核的转动谱实验, 计算的转动惯量的普遍比实验 值大 10%-20%. 考虑核子间对关联后, 推转壳模型 计算得到很大改进, 能更好地描述原子核集体转动 运动, 成功解释了实验观察到的转动惯量回弯现象 (Backbending) [2] . 从 20 世纪 80 年代开始, 为了进一 步得到自洽计算, 理论上开始发展含对力的推转位 能面计算, 这样可以获得原子核在转动过程中的形 状演变信息. 我们在 90 年代, 发展了 "对关联 -形变 -转动" 自洽计算推转位能面计算, 自洽处理了对力 的长程部分 (即四极对力) [3, 4] . 在含对力的推转位能 面计算中, BCS(Bogoliubov) 对关联处理往往发生数 值计算不收敛问题, 尽管 Lipkin-Nogami 方法通过粒 子数涨落修正, 改进了数值求解的收敛性, 但这种改 进还主要局限于转动晕带. 在高自旋下, 计算往往采 用非自洽计算 [5] . 如何计算激发组态及其转动运动 是一个长期没有得到很好解决的重要问题. 我们在 90 年代末, 首先发展了 "限制组态的位能面" 计算方 法 [6] , 通过跟踪堵塞激发组态的粒子轨道, 实现对任 何激发组态的位能面计算, 可以很好计算多准粒子激 发态 (Multi-quasiparticle States) 的结构性质, 如: 激发 许甫荣等: 原子核限制组态推转位能面 能、形变、组态、g 因子、稳定性等, 预言高 K 同核异 能态, 这些对研究滴线区和超重区原子核具有特别重 要的意义 [7][8][9] . 如何实现内禀激发态的推转位能面计 算是一个被长期感兴趣的问题. 曾谨言等人 [10][11][12] 在 20 世纪 80 年代提出了粒子数守恒对方法 (PNC), 并 成功用于推转计算. 他们采用轴对称 Nilsson 势, 进行 固定形变推转计算, 取得了大量成功的计算成果. 我 们把粒子数守恒对方法引进我们的限制组态推转位 能面模型中 [13] . 采用含三轴形变的 Woods-Saxon 势 和组态跟踪堵塞方法 [6] , 发展了限制组态推转位能面 模型 [13] . 发展后的模型可以计算任何激发组态的推 转位能面, 从而可以得到组态的转动能谱、形状演 变、对关联减弱、跃迁概率、g 因子等性质. 我们限 制组态推转位能面计算给出: 形状变化对定量描述 激发组态的转动带 (又称边带) 性质具有重要意义. 自洽描述形状演变和对关联变化是组态限制推转位 能面计算的最大优点. 我们将在下面各节讨论该模 型的发展和主要的计算结果.