[論文レビュー] Rotational properties of the superheavy nucleus $^{256}$Rf in particle-number conserving cranked shell model

Zhen-Hua Zhang, Jie Meng+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 6, 2012

Nuclear physics research studies被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、粒子数保存型ねじり殻模型（PNC-CSM）を用いて、超アクチノイド核 $^{256}$Rf 及びその隣接核の回転性質を調べた。このモデルはブロッキング効果と対称性を正確に取り扱い、実験的な運動的および動的慣性モーメントをうまく再現した。これにより、$^{256}$Rf の最低エネルギー状態のスピンの割り当てが確認され、六十四重極歪み（$\varepsilon_6$）が角運動量整列に顕著な影響を与えることが明らかになった。

ABSTRACT

The ground state band was recently observed in the superheavy nucleus 256Rf. We study the rotational properties of 256Rf and its neighboring even-even nuclei by using a cranked shell model (CSM) with the pairing correlations treated by a particle-number conserving (PNC) method in which the blocking effects are taken into account exactly. The kinematic and dynamic moments of inertia of the ground state bands in these nuclei are well reproduced by the theory. The spin of the lowest observed state in 256Rf is determined by comparing the experimental kinematic moments of inertia with the PNC-CSM calculations and agrees with previous spin assignment. The effects of the high order deformation varepsilon6 on the angular momentum alignments and dynamic moments of inertia in these nuclei are discussed.

研究の動機と目的

• 超アクチノイド核 $^{256}$Rf 及びその隣接する中性子数偶数核の回転挙動を理解すること。
• 従来のねじり殻模型の限界を克服するため、正確な粒子数保存およびブロッキング効果を組み込むこと。
• 実験的慣性モーメントとの比較を通じて、$^{256}$Rf の最低エネルギー状態のスピンを特定すること。
• 高次歪み $\varepsilon_6$ が角運動量整列および動的慣性モーメントに与える影響を検討すること。

提案手法

• 粒子数保存（PNC）型ねじり殻模型（CSM）を用いて、$^{256}$Rf 及び隣接する中性子数偶数核における対相関を正確に取り扱う。
• 回転系における単粒子軌道の占有状態を正確に反映するため、ブロッキング効果を正確に組み込む。
• ねじり模型を用いて回転バンドを生成し、運動的および動的慣性モーメントを計算する。
• ポテンシャルに六十四重極歪み（$\varepsilon_6$）を組み込み、その回転性質への影響を評価する。
• 理論的慣性モーメントと実験データを比較し、モデルの妥当性を検証するとともに量子数を割り当てる。
• ニルソン＝ストルツィンスキー枠組みにおける切断された単粒子基底を用いて、PNC-CSM方程式を数値的に解く。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 運動的および動的慣性モーメントの計算に基づいて、$^{256}$Rf の最低エネルギー状態に適切なスピンが割り当てられているか。
• RQ2 PNC-CSMは、$^{256}$Rf 及びその隣接核における実験的運動的および動的慣性モーメントをどれほどよく再現しているか。
• RQ3 六十四重極歪み（$\varepsilon_6$）は、角運動量整列および慣性モーメントにどのように影響を与えるか。
• RQ4 正確な粒子数保存およびブロッキング効果の取り扱いは、超アクチノイド核における回転バンドの記述をどの程度改善するか。
• RQ5 $\varepsilon_6$ 歪みの導入により、理論と実験の一致度はどの程度向上するか。

主な発見

• PNC-CSMモデルは、$^{256}$Rf 及びその隣接する中性子数偶数核の基底状態バンドにおける実験的運動的および動的慣性モーメントをうまく再現した。
• $^{256}$Rf の最低エネルギー状態のスピンが、理論的慣性モーメントとの比較により 0+ に確認された。
• 六十四重極歪み（$\varepsilon_6$）の導入により、角運動量整列に顕著な影響が及ち、動的慣性モーメントが変化した。
• 粒子数保存の取り扱いは、標準的BCS手法に比べて、対相関およびブロッキング効果の記述を改善した。
• 高歪みを示す超アクチノイド核における回転性質を理解するための一貫した理論的枠組みを提供した。
• 理論と実験の一致は、中性子欠乏超アクチノイド核の構造を予測する目的でPNC-CSMを用いることの妥当性を裏付けた。