gamma-vibrational states in superheavy nuclei

Recent experimental advances have made it possible to study excited structure in superheavy nuclei. The observed states have often been interpreted as quasiparticle excitations. We show that in superheavy nuclei collective vibrations systematically appear as low-energy excitation modes. By using the microscopic Triaxial Projected Shell Model, we make a detailed prediction on gamma-vibrational states and their E2 transition probabilities to the ground state band in fermium and nobelium isotopes where active structure research is going on, and in (270)Ds, the heaviest isotope where decay data have been obtained for the ground-state and for an isomeric state.

Shell model study of single-particle and collective structure in neutron-rich Cr isotopes

The structure of neutron-rich Cr isotopes is systematically investigated by using the spherical shell model. The calculations reproduce well the known energy levels for the even-even Cr52-62 and odd-mass Cr53-59 nuclei, and predict a lowering of excitation energies around neutron number N = 40. The calculated B(E2; 2(1)(+) -> 0(1)(+)) systematics shows a pronounced collectivity around N = 40; a similar characteristic behavior has been suggested for Zn and Ge isotopes. Causes for the sudden drop of the 9/2(1)(+) energy in Cr-59 and the appearance of very low 0(2)(+) states around N = 40 are discussed. We also predict a new band with strong collectivity built on the 0(2)(+) state in the N = 40 isotope Cr-64.

High-spin structure in Pt-187

High-spin states in Pt-187 were studied via the Yb-173(O-18, 4n) reaction. Rotational bands based on the vi(13/2), v7/2(-)[503], vi(13/2)(2)vj, v3/2(-)[512] and v1/2(-)[521] configurations were observed, and interpreted within the framework of the cranked shell model. The TRS calculations show that the vi(13/2) band has an appreciable negative gamma deformation, and the negative-parity bands tend to have a near prolate shape with small positive gamma values. Experimental values of B(M1)/B(E2) ratios have been extracted and compared with theoretical values from the semi-classical Donau and Frauendof approach, strongly suggesting a low frequency pi h(9/2) alignment in the v7/2(-)[503] band.

Band properties of the transitional nucleus Pt-187

High-spin states in Pt-187 have been studied experimentally using the Yb-173(O-18, 4n) reaction at beam energies of 78 and 85 MeV. The previously known bands based on the nu i(13/2),nu 7/2(-)[503], and nu i(13/2)(2)nu j configurations have been extended to high-spin states, and new rotational bands associated with the nu 3/2(-)[512] and nu 1/2(-)[521] Nilsson orbits have been identified. The total Routhian surface calculations indicate that the transitional nucleus Pt-187 is very soft with respect to beta and gamma deformations. The band properties, such as level spacings, band crossing frequencies, alignment gains, and signature splittings, have been compared with the systematics observed in neighboring nuclei and have been interpreted within the framework of the cranked shell model. The rotational bands show different band crossing frequencies, which can be explained by the alignment either of i(13/2) neutrons or of h(9/2) protons. Importantly, evidence is presented for a pi h(9/2) alignment at very low frequency in the nu 7/2(-)[503] band. The proton nature of the band crossing is strongly suggested by comparing the measured B(M1;I -> I-1)/B(E2;I -> I-2) ratios with the theoretical values from the semiclassical Donau and Frauendof approach.

Quasiparticle nature of rotational bands in Pt-187

The high-spin states in Pt-187 have been studied experimentally by means of in-beam gamma-ray spectroscopy techniques via the Yb-173(O-18, 4n) fusion-evaporation reaction. The high-spin level scheme of Pt-187 has been established, including three rotational bands. Based on the systematics of level structure in neighboring nuclei and by comparing the experimental and theoretical B(M1)/B(E2) ratios, configurations of 11/2+ [615], 7/2(-)[5031 and 1/2(-)[521] have been proposed for the three rotational bands, respectively. Band properties of band crossing frequency, alignment gain and signature splitting have been discussed.

Candidate chiral doublet bands in the odd-odd nucleus Cs-126

The candidate chiral doublet bands recently observed in Cs-126 have been extended to higher spins, several new linking transitions between the two partner members of the chiral doublet bands are observed, and gamma-intensities related to the chiral doublet bands are presented by analyzing the gamma-gamma coincidence data collected earlier at the NORDBALL through the Cd-116(N-14, 4n)Cs-126 reaction at a beam energy of 65 MeV. The intraband B(M1)/B(E2) and interband B(M1)(in)/B(M1)(out) ratios and the energy staggering parameter, S(I), have been deduced for these doublet bands. The results are found to be consistent with the chiral interpretation for the two structures. Furthermore, the observation of chiral doublet bands in Cs-126 together with those in Cs-124, Cs-128, Cs-130, and Cs-132 also indicates that the chiral conditions do not change rapidly with decreasing neutron number in these odd-odd Cesium isotopes.

双奇核~(170)Re高自旋转动带分析(英文)；Analysis of High-spin Rotational Band in Odd-odd ~(170)Re

通过重离子熔合蒸发反应142Nd(32S,1p3nγ)170Re布居了缺中子双奇核170Re的高自旋激发态,识别出了该核的一条转动带并建议了其组态为πh1/2 νi13/2。基于对同中子素能级系统性、旋称反转系统性、带内B(M1)/B(E2)、准粒子Routhians、动力学转动惯量和Total Routhian Surface(TRS)等带结构特征的详细分析和讨论,进一步确认了对A=170核区目前最缺中子双奇核高自旋转动带组态、宇称和自旋值的指定。

The effect of hyperfine interaction on the lifetime of the 3s3p P-3(2) level of Mg-like ions

On the basis of previous work, the hyperfine-induced 3s3p P-3(2) -> 3s(2) S-1(0) E1 transition probabilities of Mg-like ions were further calculated using the GRASP2K package based on the multiconfiguration Dirac-Hartree-Fock method. The contribution to the lifetime of the P-3(2) level from the 3s3p P-3(2) -> 3s(2) S-1(0) hyperfine-induced E1, 3s3p P-3(2) -> 3s3p P-3(1) M1, 3s3p P-3(2) -> 3s(2) S-1(0) M2 and 3s3p P-3(2) -> 3s3p P-3(0,1) E2 transition was discussed in detail. It was found that hyperfine interaction has an obvious effect on the lifetime at the beginning of the Mg-like isoelectronic sequence.

187Pt的高自旋态能级结构研究

利用在束γ谱学技术和 173Yb(18O, 4n) 熔合蒸发反应研究了 187Pt 的高自旋态能级结构。在 78 和 85 MeV 束流能量下进行了X-γ-t和γ-γ-t符合测量。实验观测到基于νi13/2，ν7/2−[503]，νi213/2νj, ν3/2−[512] 和ν1/2−[521] 组态的转动带，并且利用推转壳模型(CSM) 和总Routhian面(TRS) 模型对这些转动带的带交叉，形状共存等性质进行了解释。总Routhian面(TRS)计算表明νi13/2转动带具有显著的负γ形变；负宇称带具有近似长椭球的形变。通过比较带内B(M1)/B(E2)比率的实验值和由 Dönau 和 Frauendorf 的半经典公式得到的理论值，发现ν7/2−[503] 转动带在低转动频率下的带交叉是由一对 h9/2 质子顺排引起的

双奇核168Ta高自旋能级结构研究

能量为140 MeV的27Al束流轰击145Nd氧化靶，通过145Nd (27Al，4nγ)168Ta熔合蒸发反应对双奇核168Ta的高自旋态进行了实验研究。扩展了基于πh11/2(9/2-[514])νi13/2(5/2+[402])和πd5/2(5/2+[402])νi13/2(5/2+[642])准粒子组态下的转动带能级纲图。根据实验测量结果，对两转动带的准粒子顺排特征作了分析。通过B(M1)/B(E2)的理论与实验值比较以及168Ta相邻双奇核能级间隔系统性，进一步确定了两转动带的准粒子组态和能级的自旋宇称

172Re的高自旋态研究

利用149Sm(27Al,4n)172Re反应产生并研究了双奇核172Re的高自旋态。实验中分别在130，135，140和150MeV束流能量下进行了激发函数测量，确立了最佳布居172Re核激发态的束流能量为130MeV。在130MeV能量下，进行了γ-γ符合测量。基于激发函数的测量结果和Kx-γ符合关系，指定了源于172Re的γ射线。通过分析γ射线之间的符合关系，建立了由6个转动带构成的172Re核的能级纲图。依据二准粒子Routhian的计算结果，以及B(M1)/B(E2)的实验提取值与理论值的比较，并结合相邻双奇核的带结构特征，给出了各转动带的准粒子组态。在推转壳模型框架下对转动带的顺排，动力学转动惯量进行了一些讨论

187Pt的高自旋态能级结构研究

利用在束γ谱学技术和 173Yb(18O, 4n) 熔合蒸发反应研究了 187Pt 的高自旋态能级结构。在 78 和 85 MeV 束流能量下进行了X-γ-t和γ-γ-t符合测量。实验观测到基于νi13/2，ν7/2−[503]，νi213/2νj, ν3/2−[512] 和ν1/2−[521] 组态的转动带，并且利用推转壳模型(CSM) 和总Routhian面(TRS) 模型对这些转动带的带交叉，形状共存等性质进行了解释。总Routhian面(TRS)计算表明νi13/2转动带具有显著的负γ形变；负宇称带具有近似长椭球的形变。通过比较带内B(M1)/B(E2)比率的实验值和由 Dönau 和 Frauendorf 的半经典公式得到的理论值，发现ν7/2−[503] 转动带在低转动频率下的带交叉是由一对 h9/2 质子顺排引起的

奇奇核166,168Lu和奇中子核87Zr高自旋态的实验研究

本论文主要进行了奇奇核~(166)Lu、~(168)Lu和奇中子核~(87)Zr的高自旋态的研究工作，对它们高自旋态的一些物理现象进行了讨论。并且首次对1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律进行了总结。主要由以下三个部分组成：~(166,168)Lu高自旋态的研究在最近有关形变奇奇核高自旋态的研究工作中，随着实验上π1／2-[541](direct X)vi_(13/2)带自旋的确定，人们发现除了130区的兀h_(11/2)(direct X)vh_(11/2)和160区的兀h_(11/2)(direct X)vi_(13/2)组态带低自旋旋称反转以外，π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)带的低自旋也是反转的，该转动带低自旋旋称反转现象引起了人们的很大的兴趣并得到很广泛的研究，为了通过π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)带与已知自旋和宇称的基态和一些低激发态相连，确定该转动带的自旋，人们付出了很大的努力。特别是最近几年，一些实验上自旋的确定，使得研究π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带低自旋旋称反转的系统学规律成为可能。需要指出的是在以前的研究结果中，~(166)Lu的π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的能级摆动规律与相邻奇奇核该组态带的能级摆动规律严重不符，澄清该疑点是我们重新研究该核的主要动力之一。在以前~(168)Lu的研究工作中，只在~(168)Lu中发现两个带，但其中只有晕带的组态得到指定，根据带结构和旋称劈裂的大小估计另一个带极有可能是π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)带。为了澄清以上这些疑点和得到π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律，我们重新研究了。~(166,168)Lu的高自旋态。另外(h_(11/2)_p(i_(13/2))_n组．态带的低自旋旋称反转是一个广为人知的物理现象，但在以前的有关~(166）Lu的结果中对(h_(11/2))_p(i_(13/2))_n组态带白旋的确定与该组态带低自旋旋称反转系统规律相反，这也是我们对~(166)Lu重新研究的一个原因。实验是在北京中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上进行的，分别利用入射能量为97MeV和92MeV的~(19)F束通过熔合蒸发反应~(152)Sm(~(19)F,~5n)~(166)Lu和~(154)Sm(~(19)F5n)~(168)Lu布居了~(166)Lu和~(168)Lu的高自旋态。用十台HpGe探测器组成的探测阵列进行γ-γ符合测量，对~(166)Lu和~(168)Lu分别记录了约1.27 * 10~8和0.25 * 10~8个两重和两重以上的符合事件。在~(166)Lu中，共发现了五条转动带，根据它们的顺排在0.28MeV均没有出现上弯，意味着它们的中子均占居i_(13/2)轨道，同时根据在~(165)Lu和~(167)Lu只发现基于9／2~-[514]、7／2~-[404]、1／2~-[541]、1／2~+[411]和5／2~+[402]轨道的转动带及在~(165)Yb和~(167)Hf中晕带均为5／2~+[642]的事实，那么由上述质子轨道和中子轨道组成的转动带是本文发现的五条带的最可能的侯选者。本实验中观察到的五条转动带分别基于7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]、9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]、1／2~-[541](direct X)5／2~+[642]、5／2~+[402](direct X)5／2~+[642]和1／2~+[642](direct X)5／2~+[642]轨道的转动带。和以前的数据相比主要有以下几点改进：(A)在以前的结果中，包括2000年新发表的有关~(166)Lu的文章，他们均把本文~(166)Lu纲图中(5)和(6)退激系列归属于π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带，而在本文中通过符合关系一个新的退激系列(7)被发现，根据(6)和(7)之间的符合关系、带交叉频率、γ射线强度和B(M1)／B(E2)的比值等关系，本文认为新发现的退激系列(7)与(6)组成新的π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带.以前的结果的错误在于把属于1／2~-[541](direct X)5／2~+[642]转动带的α = 0与1／2~-[541](direct X)5／2~+[642]转动带的α = 0误归于一个带，这就澄清了原文献中π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带能级摆动规律与相邻奇奇核该组态带能级摆动规律不符的疑点，同时把原文献中误归于π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]转动带的那一个退激系列(5)重新指定为1／2~+[411](direct X)5／2~+[642]带(α = 0)；(B)通过分析实验数据、跃迁能量系统学和运用顺排相加性规则对以前实验中建立的9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]和7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]带的自旋进行了重新指定，把它们的自旋在原文的基础上加1个单位，澄清了以前的有关~(166)Lu结果中对9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]组态带自旋的确定与该组态带低自旋旋称反转事实相反的疑点；(C)新发现了基于9／2~-[541](direct X)5／2~+[642]组态的转动带。在~(168)Lu中，共观察到了四条转动带，分别是π1／2~-[541](direct X)v5／2~+[642]、7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]、 9／2~-[514](direct X)5／2~+[642]和7／2~+[404](direct X)5/2~-[523](本文新建立的带)带，本文对其中晕带7／2~+[404](direct X)5／2~+[642]的K值取值与原文献中的取值不同，并根据能量系统学和带头激发能指出不同的原因。 除以上所述外，本文还给出了~(166)Lu和~(168)Lu各γ射线的强度、转动参数A、较强γ射线的DCO值、分支比和B(M1)／B(E2)等实验值。基于实验和理论预期的B(M1)／B(E2)比值的比较、各带带交叉行为、顺排相加性、带头激发能和转动参数A对各带的组态和自旋进行了指定。最后通过对实验上对~(162,164)Tm、~(174)Ta和~(176)Re的π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带p-n剩余相互作用信息的提取，指出奇质子核中1／2~-[541]带的带交叉频率相对相邻偶偶核的延迟约三分之一到一半左右，其原因是由于p-n剩余相互作用所造成的(包含了对效应和形变变化的CSM模型能够解释另一半的偏离)，可以定性的认为正是由于形变、对相互作用的变化和剩余p-n相互作用三者相结合导致了整个的1／2~-[541]带中带交叉频率的偏离。旋称反转机制综述和πh_(932)(direct X)vi_(l3/2)组态的系统学首先对导致旋称反转的各种机制做一简单回顾，同时对ππh,u2⑩vi,钔组态带系统学规律做一简单总结，总结了πh_(11/2)(direct X)Vi_(13/2)组态带的跃迁能量系统学规律。在最近，随着~(162)Tm、~(164)Tm、~(174)Ta和~(176)Re等几个奇奇核中半退耦带1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)的自旋通过实验方法的确定，人们惊奇的发现在上述这些核~(162)Tm、~(164)Tm、~(174)Ta和~(176)Re)中半退耦带1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)在低自旋区都是旋称反转的。人们就会很自然的回头去看那些在该区已经布居1／2~-[541](direct X)vi_(l3／2)组态带的那些核，结果发现对于该组态带的自旋的指定是很杂乱无章的，有些自旋的确定即不符合能量系统学又与顺排相加性规则相悖，如在~(172)Ta和~(178)Re中(值得指出的是有关这两个核的文章均是在十年前发表的)，自旋的指定明显与最近发表的该区πhg_(9/2)(direct X)vi_(13/2)组态带自旋不符，本文通过能量系统学和顺排相加性对~(172)Ta和~(178)Re的1／2~-541](direct X)vi_(13/2)组态带自旋做了修改，分别增加了3h和h。本文通过对最新结果~(162)Tm、~(164)Tm、~(170)Lu、~(170,174,176)Ta、~(176)Re、~(180)Ir)和以前的结果(~(172)Ta和~(178)Re)及本文的结果(~(166,168)Lu)对上述12个核的1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带的S(I) = E(I)-E(I-1)- E(I + 2)-E(I + 1)-E(I - 1)-E(I - 2)]／2～I的变化图的分析，继A ≈ 130区7πh_(11/2)(direct X)vh_(11/2)组态带和A ≈ 160区πh_(11/2)(direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律以后，首次总结出A ≈ 170区π1／2~-541](direct X)vi_(13/2)组态带的系统学规律：反转点的自旋随N的增加而增加，随Z的增加而减小，与πh_(11/2)(direct X)和πh_(11/2)(direct X)vi_(13/2)转动带的系统学规律很相似，即反转点自旋均随中子和质子单调地变化。通过对各种理论模型的研究发现三轴形变、科里奥利力、带交叉与自反转和p-n相互作用在奇奇核中都有可能导致旋称反转，包含有p-n相互作用的粒子-转子模型在πh_(11/2)(direct X)和vh_(11/2)、πh_(11/2)和π1／2 ~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带中的旋称反转上取得了某些成功，表明p-n相互作用在解释奇核低自旋反转现象中起着很重要的作用。通过对实验上π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带旋称反转点与文献中理论计算值的比较，得出p-n相互作用强度的变化可能是导致π1／2~-[541](direct X)vi_(13/2)组态带症称反转点变化主要原因的结论。过渡区核~(87)Zr的高自旋态研究在A≈80区，许多原子核的中子和质子数都处在28和50两个满壳层之间，对于这些核而言，任何一种核子数的改变都有可能导致核形状的显著变化。有研究结果表明，对于40≤Z≤45的核来讲，N=46是变形核向球形核变化的转折点。在40≤N≤50区，对Zr(Z=40)同位素系列中诸原子核能级结构伴随中子数改变而发生的变化的研究将会帮助我们了解这个形状变化的过程。我们所研究的~(87)Zr含有47个中子，就处于这个过渡区。实验是在北京中国原子能科学研究院HI-13串列加速器上进行的，利用入射能量为118MeV的~(32)S束通过~(58)Co(~(32)S,3pn)~(87)Zr熔合蒸发反应布居。~（87）Zr的高自旋态，实验用的靶为附有Ta衬的厚度1082μg／cm~2的~(59)Co箔。用7台HpGe探测器组成的探测阵列进行γ-γ符合测量。同时采用一个小平面光子探测器探测低能γ射线。本实验记录了约1.5 * 10。个两重以上的符合事件，建立了自旋直到37／2和43／2的能级纲图。研究的结果表明：~(87)Zr与相邻同中子奇A核的正宇称低激发能级之间存在着很强的相似性，而与相邻奇A核同位素相比，结构变化明显， 这可能表明在该核区对核形变的影响中子占主要地位，质子影响较小。激发能随中子变化的比值图呈阶梯状，认为R ≈ 1.5，R_x ≈ 2.0和R_x ≥ 2.2分别代表核形变的三个区域，即球型核、过渡区核和形变核。通过与相邻(Z,N + 1)偶偶核低激发态能级相比较的方法对各低激发能级组态的主要成分进行了估计，发现随自旋的增加，出现了各能级组态之间的混杂。

N=81近球形141Nd和142Pm核高自旋态能级结构

本论文首先介绍了原子核高自旋态研究的一般概况以及其物理解释的基本理论，然后介绍了在束Y谱学及其实验技术。在此基础上分析和讨论了141Nd和142Pm核的高自旋态实验研究。利用能量为75-95 Mevl0F束流，通过反应128Te（19F，5ny)142Pm研究了双奇核142Pm的高自旋态能级结构。实验中进行了丫射线激发函数和Y-Y符合测量。建立了限Pm核高自旋态能级纲图，位于前人建议的一个2毫秒、8-同质异能态之上。由测量的丫射线激发函数和Y一Y符合关系，澄清了一个67微秒同质异能态及其衰变混乱的指定，本论文把67微秒同质异能态及其衰变指定给了142Pm，建议此同质异能态的激发能为2828.5 keV，推断此同质异能态的自旋宇称为13-。在本实验研究的同时，有人利用133Cs（13C，4n）142Pm反应报道了一个建立在2毫秒、8-同质异能态之上的142P亩高自旋态能级纲图；除了相应Y跃迁的多极性有较大差别外，他们报道的瞬Pm高自旋态能级纲图与我们建立在67微秒同质异能态上的基本一致。根据能级结构的系统性，识别了四个两准粒子态，一个为g7/2质子空穴耦合h11／2中子空穴激发，另外三个是h11／2质子藕合h11／2中子空穴多重态成员。根据经验壳模型计算建议了几个新建的关键能级的组态。67微秒同质异能态的组态被建议为一个四空穴态（πg_(7/2)~(-1)d_(5/2)~(-2)vh_(11/2)~(-1)）_(13)-。通过130Te（16O，5nγ）141Nd反应布居了14tNd的高自旋态能级。对反应产生的在束丫射线进行了γ射线单谱和γ-γ符合测量。基于γ-γ符合关系，对原来的141Nd的高自旋态能级纲图做了很大修改，建立了14lNd核高自旋态能级纲图。新观察到了一个由八条γ射线组成的长E2级联跃迁，并指定给了141Nd。基于实验测量的γ跃迁各向异性，建议了141Nd部分能级的自旋值。根据经验壳模型和粒子震动祸合理论，用一个h11／2价中子空穴祸合142Nd核芯晕态激发定性地解释141Nd的能级结构，新发现的长E2级联跃迁很可能涉及两个hu/2质子激发。

IBM-2的有效玻色子数及数值计算

本文简单介绍了原子核集体运动的代数模型－IBM－2，评述了近年来的研究结果；提出了一种确定有效玻色子数的半经验方法，并且提出接近半满壳处偶偶核的有效玻色子数饱和的概念（50～82大壳饱和值为6，82～126大壳饱和值为7，126～184（？）大壳饱和值为8），把稀土区偶偶核的E2和M1之间的关联性及它们的饱和性解释为有效玻色子数的饱和，E_2~+的饱和解释为半满壳附近中子质子四极四极相互作用远大于对力的结果；并把本文关于有效玻色子数的结果用于Q_o和E_2~+系统学，F旋多重态和数值计算中，结果比过去有较大改进；本文还给出了哈密顿量参数的改变对能谱影响的经验规律，并用NPBOS程序计算了~(132-150)Nd偶偶核同位素，~(134)Ba等，对它们的状态特别是其中的混合对称态进行了细致的讨论，能谱和电磁跃迁计算结果与实验数据吻合较好，本文还计算了~(142)Ce的混合比并与实验进行了比较；此外，本文还通过具体的核对IBM－2数值计算参数g_(πv)~((1)) (1=0，2，4)进行了讨论，对M1跃迁算子的两体项作了初步的分析