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中重核壳模型的核子对截断方案

核理论 2026-01-15 v1

摘要

背景:建立可计算处理的原子核模型是核结构物理学的长期目标。一个能够便捷包含激发态和多体关联的灵活框架是组态相互作用壳模型(SM),但基矢的指数增长意味着需要一种高效的截断方案,理想情况下应同时包含形变与配对关联。目的:我们提出一种高效的SM截断方案:从由Hartree-Fock单粒子态和粒子数守恒的Bardeen-Cooper-Schrieffer(NBCS)近似变分定义的配对凝聚态出发,我们对具有确定角动量的态进行投影。方法:在SM空间中生成具有Kramers简并的Hartree-Fock单粒子态后,我们通过能量最小化优化NBCS中的配对振幅,随后使用具有确定角动量态的线性代数投影(LAP)。NBCS与LAP在计算上均很快。结果:我们的计算与完整组态相互作用SM计算在中重质量区具有轴对称和三元形变的过渡核与转动核的低能态上吻合良好:44,46,48^{44,46,48}Ti、48,50^{48,50}Cr、52^{52}Fe、60,62,64^{60,62,64}Zn、66,68^{66,68}Ge、68^{68}Se以及108,110^{108,110}Xe。我们预测了112114Ba^{112-114}\textrm{Ba}116120Ce^{116-120}\textrm{Ce}的低能态,这些核难以通过大规模SM计算达到。结论:配对关联与不同内禀态之间的组态混合在重现集体性与形状共存中均起关键作用,证明了该SM截断方案用于研究过渡核与形变核的实用性。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.02079,
  title  = {Nucleon-pair truncation of the shell model for medium-heavy nuclei},
  author = {Y. X. Yu and Y. Lu and G. J. Fu and Calvin W. Johnson and Z. Z. Ren},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.02079},
  year   = {2026}
}