半幻数 $Z$=50 同位素链与 $N$=82 同中子素链中高自旋同核异能素的比较研究

我们对在半幻数 $Z=50$ 同位素链和 $N=82$ 同中子素链中普遍观测到的高自旋 ${11/2}^-$、${10}^+$ 和 ${27/2}^-$ 核同核异能素进行了比较研究，发现它们在激发能和半衰期方面表现出几乎相同的系统性规律。在满壳层之前，$0^+$ 基态与 ${10}^+$ 同核异能素之间，以及 ${11/2}^-$ 和 ${27/2}^-$ 同核异能素之间存在一个恒定且与粒子数无关的约 4 MeV 能隙；该能隙在接近满壳层时减小，随后在满壳层之后稳定在约 3 MeV。我们对完整的 Sn 同位素链和 $N=82$ 同中子素链进行了大规模壳模型计算，较好地重现了观测到的能量系统性规律。讨论了 seniority、广义 seniority 以及对齐在高自旋同核异能态以及布居高自旋同核异能素的态中的作用。经验特征表明，已知在满壳层前偶偶核低激发态中成立的广义 seniority，在 ${10}^+$ 同核异能态中依然有效；我们将此解释进一步推广到满壳层前的奇 $A$ 核，特别是 ${27/2}^-$ 同核异能素。Seniority 在满壳层后变得良好。因此，满壳层附近能隙的变化标志着从广义 seniority 机制向 seniority 机制的转变。从对齐角度考虑，满壳层后的高自旋同核异能素表现为最大对齐的退耦合态。我们还注意到，两条链中同核异能素半衰期的相似特征可以用它们相似的 seniority 和组态来理解。本文还概述了偶偶 Sn 同位素完整链中从 $0^+$ 到 ${10}^+$ 的 yrast 态。基于经验系统性规律，我们也对可能的新同核异能素做出了一些预测。