近日，中國科學院近代物理研究所核物理中心科研人員和德國慕尼黑工業(yè)大學的合作者在協(xié)變密度泛函理論研究方面取得進展。研究團隊提出了一組新優(yōu)化的非線性點耦合相互作用（PC-L3R），可模擬核子與核子間的有效相互作用，用來定量分析原子核的粗塊性質(zhì)(bulk properties)，相關(guān)成果發(fā)表在Physics Letters B上。  

　　近年來，隨著放射性離子束和探測器技術(shù)的蓬勃發(fā)展，新的實驗揭示了大量處于豐中子及豐質(zhì)子區(qū)域的奇特核結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。在理論上如何自洽地描述這些遠離β穩(wěn)定線的弱束縛原子核，以及從理論角度對未來實驗提供可靠且關(guān)鍵指引顯得尤為重要。  

　　相對此前建構(gòu)的點耦合相互作用，研究團隊在本項研究中考慮了更多的參考對象：包括 91個在實驗上已證實的球形原子核結(jié)合能，63個球形原子核的電荷半徑，以及12組經(jīng)驗對能隙(由54個原子核提供)。同時，為了更好地再現(xiàn)實驗上原子核結(jié)合能的奇偶振蕩現(xiàn)象，科研人員針對中子和質(zhì)子的對力強度、彌散度等進行了相應(yīng)優(yōu)化。  

　　研究表明，新建構(gòu)的PC-L3R點耦合相互作用, 不僅在結(jié)合能上可以給出更接近實驗數(shù)據(jù)的描述，而且也可以較好的再現(xiàn)實驗上觀測到的電荷半徑。同時，對于同位素以及同中子素鏈的研究結(jié)果表明，PC-L3R可以平衡庫倫場和同位旋矢量道對拉氏量的貢獻。PC-L3R 點耦合相互作用為未來的協(xié)變密度泛函理論研究提供了一組可靠的參考。  

　　該研究得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（B類）(No. XDB34020100)、國家自然科學基金面上項目(No. 11775277)和中國科學院國際人才計劃(No. 2019FYM0002)的支持。  

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.physletb.2023.137946  

　　圖1:91個球形原子核（紅點），背景小方格代表實驗上已經(jīng)測量到結(jié)合能的原子核。（圖/盧寧、藍乙華）

　　圖2:91個球形原子核結(jié)合能的實驗與理論相比均方根。在眾多點耦合相互作用當中，PC-L3R 點耦合相互作用給出最接近實驗值的理論結(jié)合能。（圖/藍乙華）  

　　   （儲存環(huán)核物理室 供稿）