利用弹性质子散射研究原子核的晕结构

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在这篇文章里使用相对论脉冲近似下的RLF模型,研究了200 MeV入射能下Be、C和O同位素链的弹性质子散射,并详细分析了原子核的基态密度分布、光学势的自旋-轨道耦合部分以及弹性散射的可观测量。  对于丰中子原子核,比如20-24O和14Be,相对论平均场理论框架下的FSU参数模型计算出来的单核子结合能与实验符合的很好。这说明即使在轻核区,FSU参数对于计算丰中子原子核的基态性质依然有很好的适用性。计算结果显示12Be和14Be的质子密度分布曲线几乎完全一样。除了边缘部分以外,12Be和14Be的内核的中子密度分布也几乎完全相同。这些都说明14Be的内核与晕中子存在显著的退耦合现象。这种退耦合现象表明正常同位素链之间原子核性质变化的质量依赖性在14Be处被破坏了。  我们尝试从角量子数很小的2s1/2态出发来给出一些解释。对于Be和C同位素链,由于14Be和16C中子的2s1/2和1d5/2态之间发生了能级反转,2s1/2态成为最后一个被中子占据的弱束缚态。滴线附近的原子核的低l量子数的弱束缚中子态的离心势垒通常很低,会产生很大的空间延展,表现为一条长长的中子尾巴或原子核的晕结构。具体到晕核,晕中子和内核之间存在显著的退耦合现象,正常同位素链之间表现出的核物质的密度分布等性质的质量依赖渐变特征在晕核这里消失了。这一现象很清楚地反映在晕核的弹性质子散射可观测量里。而对于O同位素链,并没有类似2s1/2和1d5/2态的能级反转发生,中子的1d5/2和1d3/2态存在明显的离心势垒,并不会出现明显的空间延展。各个同位素的基态性质表现出均匀渐变的质量依赖特征,它们的自旋-轨道耦合势以及可观测量图像也都表现出类似的特征,例如可分析本领Ay,它的极小值就随着核子数的增加整齐地向小散射角方向偏移。
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