項目名稱： 探尋質(zhì)子暈核和中子暈核

推薦單位： 國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會

項目簡介： 本項目屬于核物理基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。

主要研究內(nèi)容：1）從實驗上確證了原子核激發(fā)態(tài)存在暈結(jié)構(gòu)。測量了11B(d,p)12B和12C(d,p)13C轉(zhuǎn)移反應(yīng)角分布，獨立發(fā)展了ANC方法用于暈核研究，抽取價中子密度分布的均方根半徑和價中子占據(jù)核外概率，發(fā)現(xiàn)12B第二、第三激發(fā)態(tài)和13C第一激發(fā)態(tài)為中子暈態(tài)。2）從實驗上觀察到質(zhì)子暈核存在核芯增大現(xiàn)象以及雙質(zhì)子暈存在的證據(jù)。在蘭州近物所HILF-RIBLL上，由彈核碎裂獲得27,28P和29S次級放射性束與28Si靶作用，以透射法測量總反應(yīng)截面。實驗結(jié)果顯示：27,28P核芯存在增大的新現(xiàn)象，29S存在著雙質(zhì)子暈結(jié)構(gòu)。3）暈結(jié)構(gòu)系統(tǒng)學(xué)規(guī)律的研究。分別利用單粒子勢模型和r2算符理論結(jié)合ANC的方法研究了價核子密度分布隨結(jié)合能變化的情況，總結(jié)出暈結(jié)構(gòu)存在的標(biāo)度規(guī)律。由此得到暈結(jié)構(gòu)形成的必要條件，比國外給出的條件要寬松。4）開展了與暈核結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的反應(yīng)機制的研究。如6Li+208Pb體系彈性散射角分布、全融合截面等測量，了解弱束縛核體系特有的破裂效應(yīng)對反應(yīng)進(jìn)程的影響。19F+208Pb體系彈性、轉(zhuǎn)移、熔合裂變等測量，為暈核體系17F+208Pb提供對比的實驗素材。

科學(xué)價值：1）首次從實驗上證實原子核激發(fā)態(tài)存在暈結(jié)構(gòu)，說明暈的形成是一種近閾行為。將暈核研究范圍從滴線附近區(qū)域擴大到穩(wěn)定線附近區(qū)域。2）首次從實驗上發(fā)現(xiàn)滴線附近質(zhì)子暈核存在核芯增大的新現(xiàn)象，并給出29S存在雙質(zhì)子暈的證據(jù)。3）給出了現(xiàn)實的暈核標(biāo)度定律，為暈結(jié)構(gòu)的實驗尋找提供了線索。其中質(zhì)子暈的標(biāo)度定律是首次給出。4）相關(guān)反應(yīng)機制的研究為理解暈核在反應(yīng)中的特殊行為、暈核反應(yīng)理論等提供了豐富的實驗素材。

本項目在國內(nèi)開展較早，發(fā)表SCI論文30余篇。其中10篇代表性論文他引達(dá)96次，引證刊物18種。某些論文被多次或較大篇幅的引用，影響廣泛，對學(xué)科發(fā)展起到良好的推動作用。

主要發(fā)現(xiàn)點： 核心發(fā)現(xiàn)點：

1）從實驗上確證了原子核激發(fā)態(tài)存在暈結(jié)構(gòu)。在實驗上利用轉(zhuǎn)移反應(yīng)研究末態(tài)核結(jié)構(gòu)，在理論上獨立發(fā)展了ANC方法用于暈核研究。抽取價中子密度分布的均方根半徑和價中子占據(jù)核外概率作為暈核判斷依據(jù)。發(fā)現(xiàn)了12B、13,14,15C等存在激發(fā)態(tài)中子暈結(jié)構(gòu)，這擴大了暈核研究的范圍。該發(fā)現(xiàn)點屬于核結(jié)構(gòu)和低能核反應(yīng)學(xué)科，支持該發(fā)現(xiàn)點的論文見10篇代表性論文的1、2和9。

2）從實驗上觀察到質(zhì)子暈核存在核芯增大現(xiàn)象以及雙質(zhì)子暈存在的證據(jù)。由彈核碎裂獲得27,28P和29S次級放射性束與28Si靶作用，利用透射法測量總反應(yīng)截面。發(fā)現(xiàn)了27,28P核芯存在增大的新現(xiàn)象，29S存在著雙質(zhì)子暈結(jié)構(gòu)。該發(fā)現(xiàn)點屬于核結(jié)構(gòu)和重離子核物理學(xué)科，支持該發(fā)現(xiàn)點的論文見10篇代表性論文的4和7。

3）暈結(jié)構(gòu)系統(tǒng)學(xué)規(guī)律的研究。分別利用單粒子勢模型和r2算符理論結(jié)合ANC的方法，總結(jié)出現(xiàn)實的暈核標(biāo)度定律。由此得到暈結(jié)構(gòu)形成的必要條件，比國外給出的條件要寬松。其中質(zhì)子暈核的標(biāo)度定律是首次給出。該發(fā)現(xiàn)點屬于核結(jié)構(gòu)學(xué)科，支持該發(fā)現(xiàn)點的論文見10篇代表性論文的5和6。

其他重要發(fā)現(xiàn)點：

1）弱束縛核體系6Li+208Pb全熔合截面的測量。發(fā)現(xiàn)該體系全熔合截面在近壘和壘上能區(qū)壓低約0.66倍，這是由于6Li在入射道的破裂引起通量的流失造成的，為CDCC理論提供了急需的實驗素材。該發(fā)現(xiàn)點屬于重離子核物理學(xué)科，支持該發(fā)現(xiàn)點的論文見10篇代表性論文的3。

2）形變彈核體系19F+208Pb準(zhǔn)彈反應(yīng)的測量。發(fā)現(xiàn)該體系的光學(xué)勢存在明顯的”閾反常“現(xiàn)象，而且實部和虛部的靈敏半徑幾乎一樣。這為暈核體系17F+208Pb的光學(xué)勢研究提供了對比的素材。該發(fā)現(xiàn)點屬于重離子核物理學(xué)科，支持該發(fā)現(xiàn)點的論文見10篇代表性論文的8。

3）弱束縛核體系全熔合截面與破裂效應(yīng)的研究。對比了弱束縛核體系與緊束縛核體系壘上全熔合截面，發(fā)現(xiàn)弱束縛核體系均存在截面壓低的現(xiàn)象，而破裂道耦合效應(yīng)的影響有限。該發(fā)現(xiàn)點屬于重離子核物理學(xué)科，支持該發(fā)現(xiàn)點的論文見10篇代表性論文的10。

主要完成人： 林承鍵

負(fù)責(zé)本項目大部分實驗的設(shè)計和具體實施，分析處理大部分實驗數(shù)據(jù)，撰寫了部分論文。學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)有：1）發(fā)展了ANC方法用于暈核研究；2）改進(jìn)了單粒子勢模型用于暈核標(biāo)度定律研究；3）利用ANC因子首次得到11B輻射俘獲截面；4）負(fù)責(zé)19F+208Pb和6Li+208Pb體系反應(yīng)機制的研究；5）研發(fā)了多路集成的電荷靈敏前放。對于核心發(fā)現(xiàn)點的1和3以及其他發(fā)現(xiàn)點的1和2做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。在該項研究中的工作量占本人工作量的70％。

劉祖華

負(fù)責(zé)本項目部分實驗，處理部分?jǐn)?shù)據(jù)，撰寫部分論文。學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)有：1）協(xié)助發(fā)展了ANC方法用于暈核研究；2）將ANC方法用于暈核標(biāo)度定律研究；3）觀察到27,28P的核芯增大和29S存在雙質(zhì)子暈結(jié)構(gòu)。對于核心發(fā)現(xiàn)點的1和2以及其他發(fā)現(xiàn)點的3做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。在該項研究中的工作量占本人工作量的60％。

張煥喬

指導(dǎo)實驗進(jìn)行和參加實驗，討論和修改論文，從宏觀上把握本項目的進(jìn)程。對于核心發(fā)現(xiàn)點的3做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。在該項研究中的工作量占本人工作量的60％。

楊峰

參加了大部分實驗準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)獲取等工作，參加數(shù)據(jù)處理和論文討論等。對于核心發(fā)現(xiàn)點的1做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。在該項研究中的工作量占本人工作量的50％。

馬中玉

負(fù)責(zé)改進(jìn)Glauber理論并指導(dǎo)研究生建立程序，檢測計算結(jié)果，提供理論部分論文。對于核心發(fā)現(xiàn)點的2做出了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。在該項研究中的工作量占本人工作量的50％。