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高自旋态是原子核结构研究的一个重要分支。随着实验技术的进步,实验上有很多新的进展,给理论提出新的要求。在A~180区的178W中发现了近30条高K带;在A~160区的160Tm发现了二次回弯现象。解释这些现象,一方面对现有理论模型是一个挑战,另一方面也是对模型的检验。
本文采用了包含有单极和四极对力的推转壳下的粒子数守恒(PNC)方法。在PNC方法中,在保证粒子数守恒的基础上,堵塞效应已自动严格地考虑在内。PNC方法最关键点是采用多粒子组态(MPC)截断代替传统的单粒子能级(SPL)截断。按此方法,容易求出推转壳哈密顿量的基态和低激发态的精确解。并且可以提取角动量顺排和转动惯量的推转Nilsson轨道的贡献,以及这些轨道的填布几率。
首先用PNC方法研究了稀土区A~180区的正常形变核178W的9条转动带,包括基带和8条高K带的转动惯量随推转频率的变化。计算很好地重现了实验上的转动带的转动惯量。计算结果表明,178W的转动带的回弯主要来自vi(13/2)高j闯入轨道和π[541]1/2的贡献。我们还讨论各Nilsson轨道的占有几率随推转频率的变化。
利用PNC方法,还研究了2005年在稀土区正常形变核160Tm中发现的二次回弯现象。PNC计算很好地重现了实验上测得四条转动带的转动惯量。通过计算,我们发现160Tm核的回弯现象主要是由中子的高j闯入轨道v[660]1/2,v[651]3/2和质子的高j闯入轨道π[660]1/2的贡献导致的。通过分析各转动带Nilsson轨道上的粒子占有几率随推转频率的变化,以及各Nilsson轨道上粒子对顺排的贡献,得到结论,中子v[660]1/2,v[651]3/2轨道与费米面之下的普通轨道的交叉引起一次回弯;质子π[660]1/2轨道与费米面之下的普通轨道的交叉引起二次回弯。