項目名稱： 奇-奇核旋稱反轉(zhuǎn)規(guī)律的研究

推薦單位： 教育部

項目簡介： 本項目屬原子核物理的基礎(chǔ)研究，目的是揭示奇-奇核中旋稱反轉(zhuǎn)現(xiàn)象的基本規(guī)律。

我們認(rèn)為：

1. 現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，旋稱反轉(zhuǎn)現(xiàn)象存在明顯的混亂狀況，應(yīng)該把研究重點從獲取新數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向研究引起混亂的原因；

2. 轉(zhuǎn)動帶的帶頭自旋是影響旋稱反轉(zhuǎn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，然而現(xiàn)有數(shù)據(jù)中，許多帶頭自旋是在缺乏充分實驗證據(jù)的情況下指定的，這些不可靠的帶頭自旋，很可能是引起混亂的主要原因；

3. 必須找到一種能夠?qū)ΜF(xiàn)有自旋進(jìn)行重新指定的方法，以鑒別和改正被定錯的自旋。

據(jù)此，我們對A~160，A~130和A~170區(qū)等三個核區(qū)的旋稱反轉(zhuǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，揭示出如下規(guī)律：

1. 旋稱反轉(zhuǎn)只發(fā)生在低自旋區(qū)，即只存在低自旋旋稱反轉(zhuǎn)。原來低自旋反轉(zhuǎn)和高自旋反轉(zhuǎn)并存的混亂狀況，是由錯誤的自旋指定造成的；

2. 反轉(zhuǎn)點的自旋值隨中子數(shù)和（或）質(zhì)子數(shù)的變化，呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性，三個核區(qū)的規(guī)律各不相同。

在此過程中，我們共對21個奇-奇核的帶頭自旋進(jìn)行了修改，并對7個核的旋稱反轉(zhuǎn)進(jìn)行了實驗研究。

本成果的價值在于：

1. 它給理論研究提供了一個正確的出發(fā)點和檢驗理論成敗的客觀標(biāo)準(zhǔn)，推動了理論研究的發(fā)展；

2. 它給實驗研究提供了一個用于指定帶頭自旋的創(chuàng)新的能級系統(tǒng)學(xué)方法。

國際上最著名的三臺核結(jié)構(gòu)研究裝置(歐洲的GASP-II和EUROBALL-IV以及美國的GAMMASPHERE)，共對4個核的修改后的自旋進(jìn)行了實驗檢驗，結(jié)果證明我們所做的修改是完全正確的。成果發(fā)表以來的10年中，我們的研究結(jié)論、研究方法和新自旋值，得到了國內(nèi)外同行的廣泛認(rèn)同和引用。18篇SCI論文的SCI他引次數(shù)達(dá)到162次，其中兩篇代表性論文分別被引用46次和51次。

總之，依靠正確的研究路線、對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中存在的問題的準(zhǔn)確判斷和創(chuàng)新的能級系統(tǒng)學(xué)方法，在一個國際上已經(jīng)研究了15年的領(lǐng)域中，我們率先揭示出了它的基本規(guī)律，推動了該領(lǐng)域的理論和實驗研究的發(fā)展。

本成果曾獲高等學(xué)校自然科學(xué)獎一等獎和吳有訓(xùn)物理獎。

主要發(fā)現(xiàn)點： 1. 核心發(fā)現(xiàn)點

1) 揭示出了分別屬于A~160，A~130和A~170區(qū)的基于ph11/2+ni13/2，ph11/2+nh11/2和p1/2[541]+ni13/2組態(tài)的三類轉(zhuǎn)動帶共同遵守的旋稱反轉(zhuǎn)規(guī)律：

a) 三個核區(qū)的所有奇-奇核的相關(guān)轉(zhuǎn)動帶的旋稱反轉(zhuǎn)，都發(fā)生在低自旋區(qū)，即只存在一種旋稱反轉(zhuǎn)，即低自旋旋稱反轉(zhuǎn)。原來低自旋反轉(zhuǎn)和高自旋反轉(zhuǎn)兩類反轉(zhuǎn)并存，而且在核素圖上無規(guī)律出現(xiàn)的混亂狀況，完全是由錯誤的自旋指定造成的；

b) 隨著中子數(shù)和（或）質(zhì)子數(shù)的變化，反轉(zhuǎn)點的自旋呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性，三個核區(qū)的規(guī)律各不相同。

在揭示上述規(guī)律的過程中，我們用能級系統(tǒng)學(xué)方法共對A~160和A~130核區(qū)38個奇奇核中的21個核的轉(zhuǎn)動帶帶頭自旋做了修改，對7個核的旋稱反轉(zhuǎn)進(jìn)行了實驗研究，其中4個實驗是為了提供新數(shù)據(jù)（Z = 71的160Lu，162Lu和164Lu以及Z = 73的166Ta），1個實驗是為了證明文獻(xiàn)中給出的綱圖是錯誤的，并用正確的綱圖取代了錯誤的綱圖（166Lu），另外兩個實驗是為了從實驗上證明，修改后的自旋是正確的（158Ho和124Cs）。（核結(jié)構(gòu)，代表性論文1,2,3,4,5,6,7,8,10）

2) 提出了用于指定(assign)轉(zhuǎn)動帶帶頭自旋的能級系統(tǒng)學(xué)方法，這是我們的首創(chuàng)，在揭示旋稱反轉(zhuǎn)規(guī)律的過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，它也可以普遍應(yīng)用于其它核結(jié)構(gòu)現(xiàn)象的研究中。（核結(jié)構(gòu)，代表性論文1）

2. 其它重要發(fā)現(xiàn)點

R.Bengtsson等人關(guān)于旋稱反轉(zhuǎn)的理論曾預(yù)言：A~160區(qū)Z > 70的奇 奇核中不可能存在旋稱反轉(zhuǎn)，我們提供的新數(shù)據(jù)（Z = 71的160Lu，162Lu和164Lu以及Z = 73的166Ta）表明，Z > 70的奇 奇核中，不僅存在低自旋旋稱反轉(zhuǎn)，而且它們也遵循我們揭示出的規(guī)律。這表明，當(dāng)時占主導(dǎo)地位的R.Bengtsson等人的理論是不成功的，我們的成果發(fā)表以來，已經(jīng)很少有人再提及這個理論。（核結(jié)構(gòu)，代表性論文1）

主要完成人： 劉運祚

指出不可靠的帶頭自旋，可能是引起旋稱反轉(zhuǎn)現(xiàn)象發(fā)生混亂的主要原因，并提出用能級系統(tǒng)學(xué)方法，并對不可靠的自旋進(jìn)行鑒別和改正。

本人在該項研究中的工作量占本人工作量的85%，核心發(fā)現(xiàn)點1，2的主要貢獻(xiàn)者。

陸景彬

1. 用實驗方法，確定了158Ho和124Cs的暈帶帶頭自旋，支持了用系統(tǒng)學(xué)方法重新指定的自旋；

2. 用順排角動量相加性判據(jù)研究了124，126Cs的暈帶帶頭自旋，研究結(jié)果支持了用能級系統(tǒng)學(xué)方法對這兩個核的自旋所做的修改。

本人在該項研究中的工作量占本人工作量的70%，對核心發(fā)現(xiàn)點1的做出重要貢獻(xiàn)。

馬英君

1. 用順排角動量相加性判據(jù)確定了156Tb，158Ho，160Lu，168Ta暈帶的自旋，支持了用能級系統(tǒng)學(xué)方法給這四個核指定的新自旋值；

2. 與孫慧斌合作，首次建立起了奇-奇核160Lu的暈帶能級綱圖，并研究了它的旋稱反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

本人在該項研究中的工作量占本人工作量的60%，對核心發(fā)現(xiàn)點1做出重要貢獻(xiàn)。

趙廣義

用實驗方法，證明了文獻(xiàn)中給出的166Lu的p1/2[541]+ni13/2帶的能級綱圖是錯誤的，并建立起了該轉(zhuǎn)動帶的能級綱圖，從而消除了在總結(jié)A~170區(qū)p1/2[541]+ni13/2帶的旋稱反轉(zhuǎn)規(guī)律中所遇到的主要障礙。

本人在該項研究中的工作量占本人工作量的70%，對核心發(fā)現(xiàn)點1做出貢獻(xiàn)。

孫慧斌

1. 與馬英君合作，用順排角動量相加性判據(jù)確定了156Tb，158Ho，160Lu，168Ta暈帶的自旋，支持了用能級系統(tǒng)學(xué)方法給這四個核指定的新自旋值；

2. 與馬英君合作，首次建立起了奇-奇核160Lu的暈帶能級綱圖，并研究了它的旋稱反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

代表性論文No. 6和主要論文No.4的第一作者。

本人在該項研究中的工作量占本人工作量的60%，對核心發(fā)現(xiàn)點1做出貢獻(xiàn)。