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核质量公式在超重核与对称能 研究中的应用

核质量公式在超重核与对称能 研究中的应用. 王宁，刘敏，吴锡真. 2012.4 湖州. 报告内容. 核质量计算的意义与现状 改进的核质量公式及其特点 超重岛位置及超重核生成截面 基于核质量提取原子核对称能信息 总结与讨论. 原子核质量是核物理最基本的物理量之一，对于研究核结构与低能核反应都非常重要. Prof. Hofmann, GSI. PRC 85 , 014613 (2012). 核质量公式可以提供重要输入量. 超重岛位置、超重核壳修正、 alpha 衰变、蒸发剩余截面 重离子垒下熔合、重核裂变 原子核对称能及核天体物理.

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核质量公式在超重核与对称能 研究中的应用

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  1. 核质量公式在超重核与对称能研究中的应用 王宁，刘敏，吴锡真 2012.4 湖州

  2. 报告内容 • 核质量计算的意义与现状 • 改进的核质量公式及其特点 • 超重岛位置及超重核生成截面 • 基于核质量提取原子核对称能信息 • 总结与讨论

  3. 原子核质量是核物理最基本的物理量之一，对于研究核结构与低能核反应都非常重要原子核质量是核物理最基本的物理量之一，对于研究核结构与低能核反应都非常重要 Prof. Hofmann, GSI PRC 85, 014613 (2012) 核质量公式可以提供重要输入量 • 超重岛位置、超重核壳修正、alpha衰变、蒸发剩余截面 • 重离子垒下熔合、重核裂变 • 原子核对称能及核天体物理

  4. ☻ “local”质量模型： 1）Garvey-Kelson 关系、中子-质子残余相互作用 2）Isobaric Multiplet Mass Equation (IMME) 3）系统学方法：Audi、 CLEAN、径向基函数等 原子核质量计算的现状 ☺ “global”原子核质量模型： 1）宏观-微观模型 ： FRDM（1995）656 keV FRDM（2012）570 keV 2）微观的HFB、RMF等：HFB17（1999）581 keV 3）Duflo-Zuker ： DZ28 （1995）360 keV 4）Weizsacker-Skyrme： WS3 （2011）336 keV 赵玉民 PRC82-054317 ；PRC84-034311

  5. Morales, NPA 828 (2009) 113 通过局域质量关系的迭代，可以预言未知核质量 主要缺陷：随着迭代次数增加，误差会迅速增加 1）局域质量关系本身有误差，~100keV2）新的迭代直接使用上一次迭代预言的质量， 误差迅速累积。 赵玉民 PRC 84, 034311 (2011)

  6. 改进的Weizsacker-Skyrme核质量公式 Skyrme能量密度泛函 液滴能 形变修正 壳修正 DZ质量公式 WS ：PRC 81 (2010) 044322 WS*：PRC 82 (2010) 044304 WS3：PRC 84 (2011) 014333

  7. 原子核形变对宏观能的影响 （抛物线近似） 结合Skyrme能量密度泛函+ETF对形变能的这一简化处理使得变形核的计算时间大大减少

  8. 微观壳修正 单粒子能级计算

  9. 精度提高~10% 镜像核：A相同，Z和N互换 壳修正的镜像核约束（WS*） 核力的电荷无关与电荷对称

  10. K. Mazurek, J. Dudek，et al., J. Phys. Conf. Seri. 205 (2010) 012034 残余修正（WS3） 1）重核的Wigner效应 价核子的近似对称性 2）壳能量中的残余修正

  11. 中子分离能、壳能隙、原子核形变… 超重核alpha衰变能、裂变位垒… Garvey-Kelson 关系、IMME… r-过程核素丰度… Liu, Wang, Deng, Wu, Phys. Rev. C 84, 014333 (2011)

  12. 修订后的原子核质量 径向基函数方法的应用 精确插值 基于径向基函数进一步提高原子核质量预言 ~10% - 40% Wang & Liu, Phys. Rev. C 84, 051303(R) (2011);

  13. 对53个GSI新测质量的预言 2149个已知核质量的rms偏差 （keV） 4个模型的rms偏差减小到 ~ 200 keV AME95-03 test （389个） H. Geissel Thank Zhou

  14. 绿色：修订较小 红色、蓝色：修订较大

  15. 几个特点： 1）充分吸收其他核质量公式的优点：宏观-微观方法、Skyrme能量密度泛函、DZ公式中对修正处理、… 2）重点考虑原子核同位旋效应以及壳修正； 3）结合核质量曲面的系统学规律；G-K关系、IMME、径向基函数

  16. WS* WS核质量公式预言的超重核性质 由壳修正看出在Z=108, N=162出现形变的双幻核N~178, Z=116~120超重稳定岛合成Z=126的超重核可能性很小 Phys. Rev. C 82 (2010) 014303

  17. N0=184 Shell gaps 由壳能隙确定出来的超重区幻数与鸿飞通过alpha衰变得到的结果比较一致 （PRC85, 014325）

  18. Esh Bqf 基于WS核质量公式计算超重核蒸发剩余截面 PRC 84, 061601(R) (2011)

  19. 对称能系数的形式 有限核的对称能系数 S0 对于不同核质量区更稳定Hirsch, J. Phys. Conf. Seri. 322, 012017 (2011); Zhao Wang, Liu, Phys. Rev. C 81 (2010) 067302

  20. Liu, Wang, Li, Zhang, PRC82, 064306 (2010) Wigner 修正项

  21. 核物质对称能与原子核对称能系数的关系 Centelles, et al., Phys. Rev. Lett. 102,122502(2009)

  22. FRDM2012: L = 70 (15) MeV Steiner, Gandolfi, PRL108, 081102 (2012)

  23. 总结与讨论 • 结合原子核宏观-微观方法、Skyrme能量密度泛函、径向基函数等，我们建立了一个改进的原子核质量公式，其精度达到约200 keV；同时对于超重核基态性质的描述比较满意。 • 根据WS质量公式得到的超重核壳修正能，合成126号元素的可能性非常小；通过50Ti+249Cf合成120号超重元素的蒸发剩余截面大约在几十个fb。 • 基于原子核质量得到了原子核对称能在饱和密度附近的一些信息。

  24. 谢 谢 祝各位老师身体健康！ 核质量表：www.ImQMD.com

  25. 2）壳能量中的残余修正

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