[论文解读] Fast nuclear rotation and octupole deformation

W. Urban, J. Bacelar+1 more|ArXiv.org|Apr 11, 2001

Nuclear Physics and Applications被引用 3

一句话总结

本研究通过76 MeV的136Xe(18O,4n)反应后的γ射线谱学方法，研究了快速旋转的150Sm，观测到自旋I=22ℏ时的交替宇称s=+1带。该带在两次对齐后突然终止，表明在I>22ℏ时八极形变消失，与理论预测的反射对称形状转变一致。

ABSTRACT

The 150Sm nucleus has been studied to high spins in a measurement of gamma radiation following the 136Xe(18O,4n)150Sm, compound-nucleus reaction at beam energy of 76 MeV. The measurement was performed at NBI Riso using the NORDBALL array. Alternating parity, s=+1 band in 150Sm has been observed up to spin I=22. This band is crossed by two aligned bands, corresponding to a reflection-symmetric shape. After the second crossing the s=+1 band ends abruptly, suggesting that the octupole shape vanishes in 150Sm above spin I=22, as predicted by calculations. Other explanations, assuming continuation of the s=+1 band past the two alignments are also discussed.

研究动机与目标

• 通过实验检验理论预测：在高自旋下，150Sm中的八极形变由于旋转对齐而消失。
• 研究强八极相互作用核中八极关联与旋转对齐之间的相互作用。
• 确定s=+1交替宇称带是否在自旋I=22ℏ以上继续存在，或突然终止。
• 识别并表征150Sm中反射对称、对齐带的出现。

提出的方法

• 使用76 MeV束流能量的136Xe(18O,4n)反应，激发150Sm中的高自旋态。
• 采用NORDBALL高纯锗探测器阵列配合反康普顿屏蔽，测量γ-γ符合。
• 收集约2×10⁸个γγ符合事件，以重建高自旋激发谱。
• 分析B(E1)/B(E2)分支比，探究八极集体性与形状演化。
• 将实验测得的跃迁强度与对心模型计算的预测结果进行比较。
• 使用统计显著性（σ）阈值（3σ）评估γ跃迁的观测极限。

实验结果

研究问题

• RQ1 150Sm中的s=+1交替宇称带是否如理论计算所预测的那样在I=22ℏ处终止？
• RQ2 质子与中子成对对齐在150Sm中终止八极形变形状的过程中起什么作用？
• RQ3 在两次对齐之后，是否存在反射对称、四费米子态出现的证据？
• RQ4 尽管存在足够的自旋承载态，为何s=+1带中的γ射线强度在I=22ℏ以上急剧下降？
• RQ5 s=+1带是否可能在I=22ℏ以上继续存在，但四极形变减小，如在类似核素中所见？

主要发现

• 在自旋I=22ℏ时观测到150Sm的s=+1交替宇称带，此后γ射线强度低于3σ，表明信号不可靠。
• 两条对齐带（对应反射对称形状）与s=+1带相交，第二次对齐发生在I≈20ℏ附近。
• 在s=+1带中，B(E1)/B(E2)分支比在I>14ℏ时稳定在约0.01，表明八极集体性增强。
• 正宇称对齐带观测至I=28ℏ，新发现的负宇称带延伸至I=31ℏ。
• s=+1带的突然终止表明，在I>22ℏ时八极形变消失，与理论预测一致。
• 150Sm中的四费米子态具有负宇称，与222Th中预测的正宇称态不同，这是由于对齐顺序所致。