17Ne核双质子晕结构的研究

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放射性核束物理是近20多年发展起来的核物理新领域。在新型大科学装置上已经或即将产生的数千个非稳定的核素,正在极大地改变人们对原子核的传统认识。而其中奇特核晕结构的发现更是对传统核结构理论的重大挑战,并作为研究热点一直吸引核物理学家的兴趣至今。目前,实验上已经发现了许多轻丰中子晕核,但对于质子晕核,由于库仑势垒的影响,使得完全得到确认为晕结构的例子大大减少。17Ne具有Borromean结构,并且两个价质子处于弱束缚的状态(S2p=0.93MeV),是双质子晕核的一个有力的候选者。   迄今为止,在理论和实验上对17Ne已经有了较多的研究,然而关于其是否具有晕结构依然是众说纷纭。理论方面,对17Ne核物质密度分布的计算,对17Ne和其镜像核的一级禁戒β±衰变的不对称性的计算,对库仑位移能量的计算等,在这三方面不同的工作均得到过相反的结论。实验方面,因为种种局限性,通过对17Ne总反应截面的测量,对去双质子截面的测量,对核芯15O动量分布的测量,也无法对17Ne是否为晕核作出准确判断。   验证17Ne是否为晕核的一个直接有效的途径是研究确认其两个价质子的轨道。根据壳模型,17Ne价质子的可能轨道为s1/2或d5/2。如果价质子处于s1/2轨道,则可以认为17Ne是晕核。17Ne价质子的轨道信息可以通过研究17Ne的破裂反应来得到。17Ne的破裂反应分为以下两个步骤,:17Ne被敲出一个质子后生成非束缚核16F,16F通过发射质子发生衰变。对比理论计算与测量到的17Ne及反应产物的信息,可以提取17Ne价质子所处状态的几率。北京大学核物理实验组于2008年3月在中国科学院兰州近代物理所放射性束流线的RIBLL终端,用30.5MeV/u的17Ne束流轰击43mg/cm2的12C靶,并用两片硅微条探测器、两片四分区硅探测器和3×3CsI(Tl)探测器阵列组成的多重望远镜系统测量了发射碎片与出射质子的角分布。实验测量了出射质子和衰变碎片的位置和能量信息,得到了它们之间的关联关系,通过比较实验测量得到的16F与其衰变产物之间的角分布和理论计算的预测得出:17Ne核的两个价质子的成分是s1/2和d5/2态的混合,其中s1/2态是主要的。这个结果支持17Ne是晕核这一结论。  
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