[论文解读] {alpha}+{alpha}+t cluster structures and {sup 12}C(0{sub 2}{sup +})-analog states in {sup 11}B

Taiichi Yamada, Y. Funaki|arXiv (Cornell University)|Dec 15, 2010

Nuclear physics research studies参考文献 1被引用 35

一句话总结

本研究采用基于高斯展开法的α+α+t正交条件模型（OCM），研究了 ¹¹B 中 3/2⁻ 和 1/2⁺ 态的簇结构。结果表明，靠近 α+α+t 阈值的 3/2₃⁻ 态是一种稀疏的 α+α+t 簇态，具有 (0Sₐ)²(0Sₜ) 组态（概率为 65%），与 ¹²C 中的 Hoyle 类似 0₂⁺ 态不同；同时发现 1/2₂⁺ 态是 3/2₃⁻ 态的宇称双重态伙伴，具有相似的簇气特性。

ABSTRACT

The structure of 3/2{sup -} and 1/2{sup +} states in {sup 11}B is investigated with an {alpha}+{alpha}+t orthogonality condition model (OCM) based on the Gaussian expansion method. Full levels up to the 3/2{sub 3}{sup -} and 1/2{sub 2}{sup +} states around the {alpha}+{alpha}+t threshold (E{sub x}=11.1 MeV) are reproduced consistently with the experimental energy levels. It is shown that the 3/2{sub 3}{sup -} state located around the {sup 7}Li+{alpha} threshold has an {alpha}+{alpha}+t cluster structure, whereas the 3/2{sub 1}{sup -} and 3/2{sub 2}{sup -} states have a shell-model-like compact structure. We found that the 3/2{sub 3}{sup -} state does not possess an {alpha}-condensate-like nature analogous to the 0{sub 2}{sup +} state of {sup 12}C (Hoyle state) which has a dilute 3{alpha}-condensate structure described by a (0S{sub {alpha}}){sup 3} configuration with about 70% probability, although the monopole transition strength of the former is as large as that of the latter. We discuss the reasons why the 3/2{sub 3}{sup -} state does not have the condensate character. On the other hand, the 1/2{sub 1}{sup +} state just below the {sup 7}Li+{alpha} threshold has a cluster structure that can be interpreted as a parity-doublet partner of the 3/2{sub 3}{sup -} state. We indicatemore » that the 12.56-MeV state (J{sup {pi}}=1/2{sub 2}{sup +}) just above the {alpha}+{alpha}+t threshold observed in the {sup 7}Li({sup 7}Li,{sup 11}B{sup *})t reaction, etc., is of the dilute cluster-gas-like configuration and is a strong candidate for the product states of clusters, having a configuration of (0S{sub {alpha}}){sup 2}(0S{sub t}) with about 65% probability, from the analyses of the single-cluster motions in {sup 11}B. The structure property of the 1/2{sup +} resonant state is analyzed with the complex scaling method.« less

研究动机与目标

• 理解 ¹¹B 中靠近 α+α+t 阈值的低激发 3/2⁻ 和 1/2⁺ 态的簇结构。
• 确定 3/2₃⁻ 态是否表现出类似于 ¹²C 中 0₂⁺ Hoyle 态的 α 凝聚态行为。
• 识别在 ⁷Li(⁷Li,¹¹B*)t 反应中观测到的 1/2₂⁺ 共振态的组态与空间结构。
• 阐明簇组态在 ¹¹B 中的作用，特别是 (0Sₐ)²(0Sₜ) 态及其与宇称双重态的关系。
• 利用先进的少体模型分析这些共振态中的单极跃迁强度与簇动力学。

提出的方法

• 采用基于高斯展开法的 α+α+t 正交条件模型（OCM），描述 ¹¹B 中的三体簇动力学。
• 使用复缩放方法分析 1/2₂⁺ 共振态的结构，并提取其衰变特性。
• 计算特定簇组态（特别是 (0Sₐ)²(0Sₜ)）的振幅，以评估簇气特性。
• 在约 11.1 MeV 激发能附近，良好再现了 3/2₃⁻ 和 1/2₂⁺ 态的完整能级结构，与实验结果一致。
• 通过组态分析，区分了紧凑的壳模型类结构（如 3/2₁⁻, 3/2₂⁻）与扩展的簇结构（如 3/2₃⁻, 1/2₂⁺）。
• 比较 3/2₃⁻ 态与 ¹²C 中 0₂⁺ 态的单极跃迁强度，评估尽管结构不同，其集体性是否相似。

实验结果

研究问题

• RQ1 ¹¹B 中的 3/2₃⁻ 态是否表现出类似于 ¹²C 中 0₂⁺ Hoyle 态的 α 凝聚态行为？
• RQ2 在 ⁷Li(⁷Li,¹¹B*)t 反应中观测到的 1/2₂⁺ 态的主要簇组态是什么？
• RQ3 3/2₃⁻ 与 1/2₂⁺ 态的结构特性之间有何关联，特别是关于宇称双重态形成的关系？
• RQ4 为何 3/2₃⁻ 态虽无 α 凝聚态特征，却具有与 Hoyle 态相当大的单极跃迁强度？
• RQ5 ¹¹B 中 1/2₂⁺ 共振态的空间范围及其簇气特性如何？

主要发现

• 靠近 α+α+t 阈值的 3/2₃⁻ 态具有稀疏的 α+α+t 簇结构，其 (0Sₐ)²(0Sₜ) 组态概率约为 65%。
• 尽管其单极跃迁强度与 ¹²C 中的 0₂⁺ Hoyle 态相当，但 3/2₃⁻ 态并未表现出 α 凝聚态类行为。
• 位于 α+α+t 阈值之上的 1/2₂⁺ 态被识别为具有 (0Sₐ)²(0Sₜ) 组态的稀疏簇气态，与 ⁷Li(⁷Li,¹¹B*)t 反应的实验数据一致。
• 3/2₃⁻ 态是 1/2₂⁺ 态的宇称双重态伙伴，表明二者簇组态间存在强关联。
• 3/2₁⁻ 和 3/2₂⁻ 态被发现具有紧凑的壳模型类结构，与 3/2₃⁻ 和 1/2₂⁺ 态的扩展簇特性形成鲜明对比。
• 复缩放方法证实了 1/2₂⁺ 态的共振特性，并支持其被归类为具有显著簇关联的稀疏簇气态。