【摘要】：譜學(xué)研究是探索與認識微觀世界自然規(guī)律的重要手段。原子核低激發(fā)態(tài)譜為深入認識原子核結(jié)構(gòu)以及揭示其中物理規(guī)律提供了重要的途徑,在理解原子核殼結(jié)構(gòu)演化,形狀共存、形狀相變以及結(jié)團結(jié)構(gòu)等熱點問題中扮演重要角色。大部分原子核的集體激發(fā)譜都可以通過引入四極形變自由度得到很好的描述。除此之外,實驗上發(fā)現(xiàn)在某些特定質(zhì)量區(qū)的原子核中,存在能量較低的正負宇稱交替出現(xiàn)的雙帶結(jié)構(gòu),其能譜特征類似雙原子分子。為了描述這類原子核激發(fā)譜,最直觀的辦法就是引入反射不對稱的八極形變自由度。此外,已有研究表明八極形變自由度在原子核結(jié)團、集團衰變、裂變等現(xiàn)象中也起關(guān)鍵作用。因此,對八極形變原子核低激發(fā)譜研究對理解這些現(xiàn)象具有重要意義。在本論文中,我們基于原子核協(xié)變密度泛函理論,通過引入宇稱投影、粒子數(shù)投影、角動量投影以及生成坐標方法發(fā)展了適合描述四極-八極形變原子核集體激發(fā)的多參考態(tài)協(xié)變密度泛函理論(QO-MR-CDFT),并構(gòu)建了相應(yīng)的Fortran程序。具體工作包括:1)采用協(xié)變密度泛函理論的相對論點耦合模型,通過有效的四極-八極形變約束計算獲得一系列不同四極-八極形變的核內(nèi)稟波函數(shù);2)引入宇稱投影、粒子數(shù)投影以及角動量投影,恢復(fù)這些內(nèi)稟波函數(shù)在基于平均場計算時被破壞的宇稱、粒子數(shù)以及角動量;3)采用生成坐標方法將各投影后的波函數(shù)進行疊加,構(gòu)造實驗室系下的原子核集體波函數(shù),并通過求解Hill-Wheeler-Griffin方程,得到原子核低激發(fā)譜及集體波函數(shù)。在程序?qū)崿F(xiàn)方面,我們采用了Broyden方法來加快平均場自洽迭代的收斂速度。在量子數(shù)投影計算中,采用了Pfaffian方法求解Norm overlap,從而避免符號問題。同時,采用OpenMP并行方法對混合密度以及混合流進行計算,大大節(jié)省了程序的計算時間。我們將新發(fā)展的QO-MR-CDFT首先應(yīng)用于20Ne低激發(fā)譜中結(jié)團和類分子結(jié)構(gòu)α+16O的研究。在考慮了動力學(xué)八極自由度之后,我們再現(xiàn)了實驗上所觀測到的宇稱雙重態(tài)的激發(fā)譜以及電多極躍遷強度數(shù)據(jù),并且發(fā)現(xiàn)20Ne類分子結(jié)構(gòu)隨著角動量增加而減弱。研究結(jié)果表明導(dǎo)致結(jié)團結(jié)構(gòu)減弱的機制是其內(nèi)在的形變依賴的轉(zhuǎn)動慣量。值得一提的是,新發(fā)展的QO-MR-CDFT是目前可以應(yīng)用于原子核四極-八極集體低激發(fā)譜研究的最先進的微觀方法。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O571

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本文編號：2655066