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对于核结构模型来说,能够重现能隙和回弯是它是否合理的两个重要检测指标。能隙对核的许多性质都有影响,比如稳定性、高自旋下的行为、对关联等。回弯在Nilsson能级图上往往表现为粒子轨道的交叉。在A～160稀土区有丰富的实验数据,很多核都发现了一次回弯,有的甚全发现了二次回弯,这给从理论上系统研究回弯现象提供了素材。
本文采用了含单极和四极对力的推转壳模型下的粒子数守恒方法(PNC)来研究A～160稀土区核的回弯现象。PNC方法保证粒子数守恒,此时堵塞效应自动考虑在内。PNC方法的关键是采用了多粒子组态截断代替单粒子能级截断,比较容易求出推转壳模型中哈密顿量的基态和低激发态的精确解,同时还可以提取单粒子轨道的相关信息。
本文首先用PNC方法研究了167,168Yb的转动带,很好的重现了实验测得转动带的转动惯量。着重讨论了这两个核中的高K带、二次回弯现象和高自旋下对关联对转动带的影响。计算发现,在167Yb中除已经确定的v[505]11/2高K带外,还有包含质子高K态(7-)的三准粒子带。同样在168Yb中,带2、带6也包含质子7-态。对于这两个核中的二次回弯,除168Yb中带2、带6回弯由π[660]1/2引起,167Yb中带4由π[660]1/2和π[541]1/2共同引起外,其他均有π[541]1/2引起。在高自旋下,对力对回弯频率和顺排依旧有较大影响。对于高j轨道,高自旋下有无对力顺排差值有较大变化,对于正常轨道有无对力的顺排差值则在较高自旋下几乎不变。V为进一步考察π[541]1/2对二次回弯的影响,我们还系统研究了161～168Yb以及邻近核晕带的二次回弯机制,计算发现,在这一区域随着中子数的增加,形变变大,πh11/2(主要是[523]7/2)轨道离费米面更远,回弯频率因此逐渐增大,但是随着频率的增加,π[541]1/2迅速下降,并在hω=0.5MeV左右开始影响二次回弯。计算还发现,随着中子数的增加,在Z=70附近质子逐渐形成一个能隙。我们的计算结果显示,转动惯量在很大频率范围内(hω=0.4～0.5MeV)保持定值的核,如165～168Yb、168Hf,都存在这一能隙。进一步研究发现,π[523]7/2以及π[523]7/2和π[514]9/2交叉项的顺排是对hω=0.4～0.5MeV之间回弯的首要因素,但随着Z=70附近质子能隙的出现,它们的顺排贡献大大减小,因而,这一能隙是转动惯量在很大频率范围内(hω=0.35～0.5MeV)几乎不变的重要影响因素。二次回弯由πh11/2引起的核中,我们还预言了π[541]1/2引起的三次回弯。本文还发现N=90,67≤Z≤72核的二次回弯受中子CD(vi13/2)顺排的影响。