[论文解读] Multi chiral-doublets in one single nucleus

Jie Meng, Peng Jiao+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 21, 2005

Nuclear physics research studies被引用 118

一句话总结

本文通过绝热与配置固定约束的三轴相对论平均场（RMF）计算，首次提出在单一原子核 106Rh 中存在多手性双线（MχD）——即超过一对的手性双线带。研究识别出多个共存的三轴形变态，其具有有利于手性的高-j 质子空穴与中子粒子组态，表明 MχD 是 A~100 质量区一种新型核现象。

ABSTRACT

Adiabatic and configuration-fixed constraint triaxial relativistic mean field (RMF) approaches are developed for the first time and a new phenomenon, the existence of multi chiral-doublets (M$χ$D), i.e., more than one pairs of chiral doublets bands in one single nucleus, is suggested for nuclei in A~100 region, typically for $^{106}$Rh, based on the triaxial deformations together with their corresponding proton and neutron configurations.

研究动机与目标

• 调查在单一原子核中是否存在多个手性双线带，这一现象此前尚未被观测到。
• 利用自洽的相对论平均场方法，探索 A~100 核中三轴形变共存与组态依赖的形变。
• 确定三轴形变核中高-j 质子与中子组态是否能同时支持多个手性双线带。
• 超越单粒子-空穴组态，发展适用于多粒子-空穴体系的新约束 RMF 方法。

提出的方法

• 首次开发绝热与配置固定约束的三轴 RMF 方法，用于研究形变共存与手性双线。
• 使用包含标量与矢量介子场的狄拉克方程，在固定形变参数 β₀ 与 γ₀ 的变形振子基中求解单粒子态。
• 采用 PK1 有效相互作用，并将核子波函数展开在具有振子长度 b₀/√2 的基中，以简化计算并避免额外参数。
• 在固定价核子组态（如 πg⁻¹₉/₂ 与 νh₁₁/₂）的同时，改变形变以绘制能量面并识别能量极小点。
• 通过分析形变路径上的单粒子能级交叉与组态，识别出具有高-j 质子空穴与中子粒子、有利于手性的态。
• 通过检查振子壳层数（n₀f）的收敛性，并比较结合能、β 与 γ 形变，验证结果的可靠性。

实验结果

研究问题

• RQ1 由于三轴形变与特定高-j 组态的存在，多个手性双线带是否可能在单一原子核中共存？
• RQ2 在何种条件下，单一原子核中可出现超过一对的手性双线带？
• RQ3 106Rh 中的三轴形变与质子-中子组态如何支持多个手性双线的形成？
• RQ4 在新的 RMF 框架下，多手性双线体系的组态与形变在多大程度上是自洽确定的？
• RQ5 在 A~100 质量区的其他核中，是否存在类似的多手性双线组态？

主要发现

• 在配置固定约束下，106Rh 的势能面上识别出四个不同的能量极小点（A、B、C、D），每个极小点具有不同的三轴形变与组态。
• 基态（A）的组态为 π(1g₉/₂)⁻³ ⊗ ν(1h₁₁/₂)²，态 B 为 π(1g₉/₂)⁻³ ⊗ ν(1h₁₁/₂)¹，态 C 为 π(1g₉/₂)⁻³ ⊗ ν(1h₁₁/₂)³，三者均具有高-j 质子空穴与中子粒子。
• 所有三个态（A、B、C）均具有三轴形变，β ≈ 0.2–0.3，γ ≈ 30°–40°，这些参数有利于手性双线的形成。
• 态 A 与 B 能量几乎简并，但宇称不同（分别为负与正），因此不会混合，从而可独立形成手性双线带。
• 研究预测由于单一原子核中多个手性对称性破缺组态的共存，106Rh 中存在多手性双线（MχD）。
• 在 102,108,110Rh，108–112Ag 与 112In 中也发现了有利于 MχD 的相似 γ-形变与组态，表明其在 A~100 区域具有更广泛的潜在存在。