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本论文介绍了放射性核束物理中质子发射机制的实验研究和中能重离子碰撞中同位旋标度律的研究。主要内容包括:介绍了双质子发射机制的实验研究情况;介绍了在日本理化学研究所(RIKEN)完成的实验和论文作者承担的部分数据分析工作;用统计级联衰变模型(GEMINI)研究中能区的同位旋标度律等。
11Li、11Be等中子晕核的发现,使得利用放射性次级束来研究远离稳定线核的结构成为当今核物理研究中的重要前沿之一。由于库仑势垒作用,质子晕的鉴别比起中子晕的更加困难。实验测量出射质子间的关联是研究奇异核性质的一个方法,从中可以得到有关核结构的和核内核子分布的信息。由于奇异核的性质与稳定核的性质差距很大,实验研究质子晕核在研究核结构和改进核理论中扮演了重要角色。
马余刚课题组于2008年在日本理化学研究所的放射性束流装置RIPS(RIKENProjectile-fragment Separator)上完成了测量23Al及其邻近核束(N=10)的双质子发射实验。通过综合分析这些核的两质子相对动量关联,两质子相对张角以及动量关联函数,可以研究23Al及其邻近核是否存在2He奇异结构。本论文主要介绍23Al核的两质子相对动量关联,质心系下的两质子张角,以及动量关联函数的分析结果,没有发现明显的23Al的2He存在迹象。相比来说,临近核22Mg存在着较明显的2He双质子关联情况。
论文作者利用GEMINI模型来研究中等质量核到重核区的同位旋标度律。通过对单步衰变计算和完全衰变链计算之后的产物做分析,发现末态同位旋标度参数和表观温度存在强烈级联统计衰变效应,完全步衰变不仅导致同位旋标度参数α、β减小,而且使得表观源温度减小。因此,从冷核直接提取的表观对称能系数,γ不能完全反映初始对称能系数Csym。另外,发现同位素产额比n/p、t/3He是一个探测同位旋自由度好的探针。