项目名称： 奇-奇核旋称反转规律的研究

推荐单位： 教育部

项目简介： 本项目属原子核物理的基础研究，目的是揭示奇-奇核中旋称反转现象的基本规律。

我们认为：

1. 现有数据表明，旋称反转现象存在明显的混乱状况，应该把研究重点从获取新数据转向研究引起混乱的原因；

2. 转动带的带头自旋是影响旋称反转的关键数据，然而现有数据中，许多带头自旋是在缺乏充分实验证据的情况下指定的，这些不可靠的带头自旋，很可能是引起混乱的主要原因；

3. 必须找到一种能够对现有自旋进行重新指定的方法，以鉴别和改正被定错的自旋。

据此，我们对A~160，A~130和A~170区等三个核区的旋称反转进行了系统的研究，揭示出如下规律：

1. 旋称反转只发生在低自旋区，即只存在低自旋旋称反转。原来低自旋反转和高自旋反转并存的混乱状况，是由错误的自旋指定造成的；

2. 反转点的自旋值随中子数和（或）质子数的变化，呈现出一定的规律性，三个核区的规律各不相同。

在此过程中，我们共对21个奇-奇核的带头自旋进行了修改，并对7个核的旋称反转进行了实验研究。

本成果的价值在于：

1. 它给理论研究提供了一个正确的出发点和检验理论成败的客观标准，推动了理论研究的发展；

2. 它给实验研究提供了一个用于指定带头自旋的创新的能级系统学方法。

国际上最著名的三台核结构研究装置(欧洲的GASP-II和EUROBALL-IV以及美国的GAMMASPHERE)，共对4个核的修改后的自旋进行了实验检验，结果证明我们所做的修改是完全正确的。成果发表以来的10年中，我们的研究结论、研究方法和新自旋值，得到了国内外同行的广泛认同和引用。18篇SCI论文的SCI他引次数达到162次，其中两篇代表性论文分别被引用46次和51次。

总之，依靠正确的研究路线、对现有数据中存在的问题的准确判断和创新的能级系统学方法，在一个国际上已经研究了15年的领域中，我们率先揭示出了它的基本规律，推动了该领域的理论和实验研究的发展。

本成果曾获高等学校自然科学奖一等奖和吴有训物理奖。

主要发现点： 1. 核心发现点

1) 揭示出了分别属于A~160，A~130和A~170区的基于ph11/2+ni13/2，ph11/2+nh11/2和p1/2[541]+ni13/2组态的三类转动带共同遵守的旋称反转规律：

a) 三个核区的所有奇-奇核的相关转动带的旋称反转，都发生在低自旋区，即只存在一种旋称反转，即低自旋旋称反转。原来低自旋反转和高自旋反转两类反转并存，而且在核素图上无规律出现的混乱状况，完全是由错误的自旋指定造成的；

b) 随着中子数和（或）质子数的变化，反转点的自旋呈现出一定的规律性，三个核区的规律各不相同。

在揭示上述规律的过程中，我们用能级系统学方法共对A~160和A~130核区38个奇奇核中的21个核的转动带带头自旋做了修改，对7个核的旋称反转进行了实验研究，其中4个实验是为了提供新数据（Z = 71的160Lu，162Lu和164Lu以及Z = 73的166Ta），1个实验是为了证明文献中给出的纲图是错误的，并用正确的纲图取代了错误的纲图（166Lu），另外两个实验是为了从实验上证明，修改后的自旋是正确的（158Ho和124Cs）。（核结构，代表性论文1,2,3,4,5,6,7,8,10）

2) 提出了用于指定(assign)转动带带头自旋的能级系统学方法，这是我们的首创，在揭示旋称反转规律的过程中发挥了关键作用，它也可以普遍应用于其它核结构现象的研究中。（核结构，代表性论文1）

2. 其它重要发现点

R.Bengtsson等人关于旋称反转的理论曾预言：A~160区Z > 70的奇 奇核中不可能存在旋称反转，我们提供的新数据（Z = 71的160Lu，162Lu和164Lu以及Z = 73的166Ta）表明，Z > 70的奇 奇核中，不仅存在低自旋旋称反转，而且它们也遵循我们揭示出的规律。这表明，当时占主导地位的R.Bengtsson等人的理论是不成功的，我们的成果发表以来，已经很少有人再提及这个理论。（核结构，代表性论文1）

主要完成人： 刘运祚

指出不可靠的带头自旋，可能是引起旋称反转现象发生混乱的主要原因，并提出用能级系统学方法，并对不可靠的自旋进行鉴别和改正。

本人在该项研究中的工作量占本人工作量的85%，核心发现点1，2的主要贡献者。

陆景彬

1. 用实验方法，确定了158Ho和124Cs的晕带带头自旋，支持了用系统学方法重新指定的自旋；

2. 用顺排角动量相加性判据研究了124，126Cs的晕带带头自旋，研究结果支持了用能级系统学方法对这两个核的自旋所做的修改。

本人在该项研究中的工作量占本人工作量的70%，对核心发现点1的做出重要贡献。

马英君

1. 用顺排角动量相加性判据确定了156Tb，158Ho，160Lu，168Ta晕带的自旋，支持了用能级系统学方法给这四个核指定的新自旋值；

2. 与孙慧斌合作，首次建立起了奇-奇核160Lu的晕带能级纲图，并研究了它的旋称反转现象。

本人在该项研究中的工作量占本人工作量的60%，对核心发现点1做出重要贡献。

赵广义

用实验方法，证明了文献中给出的166Lu的p1/2[541]+ni13/2带的能级纲图是错误的，并建立起了该转动带的能级纲图，从而消除了在总结A~170区p1/2[541]+ni13/2带的旋称反转规律中所遇到的主要障碍。

本人在该项研究中的工作量占本人工作量的70%，对核心发现点1做出贡献。

孙慧斌

1. 与马英君合作，用顺排角动量相加性判据确定了156Tb，158Ho，160Lu，168Ta晕带的自旋，支持了用能级系统学方法给这四个核指定的新自旋值；

2. 与马英君合作，首次建立起了奇-奇核160Lu的晕带能级纲图，并研究了它的旋称反转现象。

代表性论文No. 6和主要论文No.4的第一作者。

本人在该项研究中的工作量占本人工作量的60%，对核心发现点1做出贡献。