[论文解读] Superheavy magic structures and relativistic pseudo-spin symmetry

Jia Jie Li, Wen Hui Long+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 12, 2013

Nuclear physics research studies被引用 1

一句话总结

本研究采用相对论哈特ree-福克-巴戈留布理论（RHFB）研究超重核中的壳层闭合现象，识别出在$^{208}$Pb之外的潜在幻数Z = 120和N = 172, 184, 228, 258。计算结果预测$^{304}$120为下一个双幻超重核，其壳效应对自旋-轨道耦合及核子有效质量高度敏感。

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.

研究动机与目标

• 研究超重核在$^{208}$Pb之外是否存在球形壳层闭合。
• 利用相对论平均场理论确定超重区域的幻质子数和幻中子数。
• 通过两核子间隙$\delta_{2n(p)}$评估超重核的稳定性和壳效应。
• 评估壳结构对关键平均场项（包括自旋-轨道耦合及标量/有效质量）的敏感性。

提出的方法

• 采用相对论哈特ree-福克-巴戈留布（RHFB）理论自洽描述超重核。
• 计算两核子间隙$\delta_{2n(p)}$作为壳效应的定量度量。
• 使用有效拉格朗日量建模核子-核子相互作用和平均场势。
• 分析自旋-轨道耦合、标量质量与有效质量对壳层闭合模式的影响。
• 通过不同有效相互作用的比较评估预测结果的鲁棒性。
• 通过在闭壳处寻找$\delta_{2n(p)}$的峰值来识别双幻核。

实验结果

研究问题

• RQ1 在超重核中，哪些质子数和中子数在$^{208}$Pb之外表现出增强的壳层闭合？
• RQ2 RHFB计算中预测的幻数如何依赖于有效拉格朗日量的选择？
• RQ3 自旋-轨道耦合与核子有效质量在稳定壳层闭合中起什么作用？
• RQ4 是否存在双幻超重核？如果是，最有可能的候选者是哪一个？
• RQ5 两核子间隙$\delta_{2n(p)}$在超重区域如何变化，以指示壳稳定性？

主要发现

• RHFB计算预测在$^{208}$Pb之外，Z = 120和Z = 138为质子幻数。
• 在$^{208}$Pb之外，中子幻数预测为N = 172, 184, 228和258。
• $^{304}$120基于壳隙分析被确定为最有利的双幻超重核。
• 壳效应对自旋-轨道耦合以及标量和有效核子质量高度敏感。
• 预测的幻数对有效拉格朗日量的选择仅有微弱依赖。
• 两核子间隙$\delta_{2n(p)}$在预测的壳层闭合处达到峰值，证实了增强的稳定性。