作者:周小红等 来源:《物理快报B》 发布时间:2022/4/12 14:42:03
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科学家提出原子核摇摆运动并不适用于低自旋区域

 

20世纪60年代,科学家提出原子核的转动方向有可能沿一个主轴进动。随后,诺贝尔奖得主Bohr和Mottelson将稳定三轴形变原子核的进动近似为转动和简谐振动的叠加,用摇摆运动(wobbling motion)加以描述。21世纪初,实验报道了存在于163Lu高自旋区域的第一例摇摆带,随后科学家又发现了一系列相似的摇摆带结构。近期,多篇研究分别报道了在135Pr、105Pd、133La、127Xe、183,187Au与133Ba中观测到位于低自旋区域的摇摆带,在核结构研究领域引起热切关注。

近日,中国科学院近代物理研究所等研究人员对这些工作提出了质疑。他们认为,摇摆运动基于简谐振动近似,相应的近似条件是原子核的总角动量主要分布在一个主轴上,另外两个主轴上的分量远小于总角动量。而在低自旋区域,该条件无法满足。通过进一步分析,研究人员发现相关文章的实验证据不充分,理论分析也不全面,因而无法排除其他可能的解释。

为进一步鉴别之前的实验报道,研究人员基于兰州重离子加速器装置(HIRFL)的次级束流线终端(RIBLL)和大型γ探测阵列,对187Au的激发态开展了包含角分布与线性极化测量在内的在束γ谱学研究。对于该核素,美国圣母大学研究团队利用GAMMASPHERE阵列开展了角分布测量,推断在该核素中存在一个低自旋摇摆带。作为国际顶尖的探测阵列,GAMMASPHERE的探测能力非常优异,但它完全由同轴型高纯锗探测器组成,无法开展线性极化测量。

在这项在兰州开展的验证实验中,研究人员在与束流方向垂直的平面上放置了8台Clover探测器,能够同时测量角分布和线性极化两方面的实验信息,从而唯一地提取电磁跃迁成分的比例(电成分的增强被认为是判断摇摆带的关键依据)。实验结果表明,此前在187Au中报道的摇摆带只是由于单粒子激发所产生的常规转动带。

该研究表明,原子核的摇摆运动并不适用于低自旋区域,解释相关结构需要在更多的理论和实验工作基础上探索适合的模型。

相关成果发表在Physics Letters B上。该工作得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家重点研究发展计划、国家自然科学基金等项目的支持。(来源:中国科学院近代物理研究所)

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.physletb.2022.137010

 
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