[논문 리뷰] Superheavy magic structures and relativistic pseudo-spin symmetry

Jia Jie Li, Wen Hui Long외 2명|arXiv (Cornell University)|2013. 03. 12.

Nuclear physics research studies인용 수 1

한 줄 요약

이 연구는 초중간 핵에서의 오비탈 닫힘을 조사하기 위해 상대론적 하트리-폭리우보프-보골리우보프(RHFB) 이론을 사용하며, $^{208}$Pb 이외의 잠재적 마그닉 수로 Z = 120 및 N = 172, 184, 228, 258을 규명한다. 계산 결과, $^{304}$120이 다음 이중 마그닉 초중간 핵으로 예측되며, 오비탈 효과는 스핀-오비탈 결합과 양성자 효과 질량에 매우 민감하다.

ABSTRACT

We have explored the occurrence of the spherical shell closures for superheavy nuclei in the framework of the relativistic Hartree-Fock-Bogoliubov (RHFB) theory. Shell effects are characterized in terms of two-nucleon gaps $\delta_{2n(p)}$. Although the results depend slightly on the effective Lagrangians used, the general set of magic numbers beyond $^{208}$Pb are predicted to be $Z = 120$, $138$ for protons and $N = 172$, 184, 228 and 258 for neutrons, respectively. Specifically the RHFB calculations favor the nuclide $^{304}$120 as the next spherical doubly magic one beyond $^{208}$Pb. Shell effects are sensitive to various terms of the mean-field, such as the spin-orbit coupling, the scalar and effective masses.

연구 동기 및 목표

• 초중간 핵에서 $^{208}$Pb를 초월한 구형 오비탈 닫힘의 존재를 조사하기 위해.
• 상대론적 평균장 이론을 사용하여 초중간 영역의 마그닉 양성자 및 중성자 수를 규명하기 위해.
• 두 뉴클론 간 간극 $\delta_{2n(p)}$를 통해 초중간 핵의 안정성과 오비탈 효과를 평가하기 위해.
• 핵의 오비탈 구조가 스핀-오비탈 결합 및 스칼라/효과 질량과 같은 핵심 평균장 항에 얼마나 민감한지 평가하기 위해.

제안 방법

• 초중간 핵을 자성적으로 기술하기 위해 상대론적 하트리-폭리우보프-보골리우보프(RHFB) 이론을 활용하기 위해.
• 오비탈 효과의 정량적 측정으로서 두 뉴클론 간극 $\delta_{2n(p)}$를 계산하기 위해.
• 효과적 라그랑지안을 사용하여 뉴클론-뉴클론 상호작용과 평균장 퍼텐셜을 모델링하기 위해.
• 스핀-오비탈 결합, 스칼라 질량, 효과 질량이 오비탈 닫힘 패턴에 미치는 영향을 분석하기 위해.
• 예측의 강건성을 평가하기 위해 다양한 효과적 상호작용 간 비교를 수행하기 위해.
• 닫힌 오비탈에서 $\delta_{2n(p)}$의 피크를 찾아 이중 마그닉 핵을 식별하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 초중간 핵에서 $^{208}$Pb를 초월하여 어떤 양성자 및 중성자 수가 강화된 오비탈 닫힘을 보여주는가?
• RQ2 RHFB 계산에서 효과적 라그랑지안의 선택에 따라 예측된 마그닉 수가 어떻게 달라지는가?
• RQ3 스핀-오비탈 결합과 뉴클론 효과 질량은 오비탈 닫힘을 안정화시키는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ4 이중 마그닉 초중간 핵이 존재하는가, 존재한다면 가장 유망한 후보는 무엇인가?
• RQ5 오비탈 안정성을 나타내는 두 뉴클론 간극 $\delta_{2n(p)}$는 초중간 영역 전반에서 어떻게 변하는가?

주요 결과

• RHFB 계산 결과, $^{208}$Pb를 초월하여 Z = 120 및 Z = 138이 양성자 마그닉 수로 예측된다.
• 중성자 마그닉 수는 $^{208}$Pb를 초월하여 N = 172, 184, 228, 258로 예측된다.
• $^{304}$120는 오비탈 간극 분석을 통해 가장 유망한 이중 마그닉 초중간 핵으로 확인된다.
• 오비탈 효과는 스핀-오비탈 결합과 스칼라 및 효과 뉴클론 질량에 매우 민감하다.
• 예측된 마그닉 수는 효과적 라그랑지안의 선택에 대해 매우 미미한 의존성을 보인다.
• 두 뉴클론 간극 $\delta_{2n(p)}$는 예측된 오비탈 닫힘에서 피크를 이룬다. 이는 강화된 안정성을 확인한다.