核物理中的后彎現(xiàn)象是指核在高角動(dòng)量下，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量突然增加的現(xiàn)象。幾十年來，這一反常行為一直是研究的熱點(diǎn)。雖然已經(jīng)提出了各種理論模型來解釋這種異常行為，但其微觀機(jī)制仍然難以捉摸。對(duì)稱自適應(yīng)殼模型（SA-SM）框架，由于其能夠自然地描述核變形，為闡明后彎現(xiàn)象的復(fù)雜性提供了一個(gè)有前途的途徑。

后彎現(xiàn)象之謎

在深入探討SA-SM框架之前，首先需要了解后彎的經(jīng)典解釋。根據(jù)科里奧利力，旋轉(zhuǎn)原子核中的核子會(huì)經(jīng)歷一個(gè)垂直于其角動(dòng)量的力。隨著旋轉(zhuǎn)頻率的增加，核子對(duì)可以耦合并將其角動(dòng)量與旋轉(zhuǎn)軸對(duì)齊。這種角動(dòng)量的突然增加而旋轉(zhuǎn)能量卻沒有成比例的增加，導(dǎo)致了觀測(cè)到的后彎現(xiàn)象。

然而，這種解釋過于簡(jiǎn)化了。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通常表現(xiàn)出更復(fù)雜的行為，例如多次后彎和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的奇異性。這些偏差突出表明需要一種更復(fù)雜的理論方法。

對(duì)稱性自適應(yīng)殼模型

SA-SM框架是研究核結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大工具，特別是在變形區(qū)域。通過利用核哈密頓量中固有的對(duì)稱性，它允許系統(tǒng)地構(gòu)建具有明確量子數(shù)的多體波函數(shù)，提供了對(duì)核變形自然的描述。這對(duì)于理解后彎現(xiàn)象至關(guān)重要，因?yàn)樗ǔＥc形狀變化有關(guān)。

SA-SM 的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是其能夠有效地處理大型模型空間。這允許包含大量的構(gòu)型，捕捉不同自由度之間的復(fù)雜相互作用。此外，對(duì)稱性自適應(yīng)基方便了對(duì)四極矩和變形參數(shù)等可觀測(cè)量的計(jì)算，為理解核形狀演化提供了寶貴的見解。

對(duì)后彎現(xiàn)象的新見解

最近發(fā)表在《物理評(píng)論C》的論文采用 SA-SM 對(duì)后彎現(xiàn)象進(jìn)行了研究。對(duì)經(jīng)典后彎核Ne-20的研究表明，雖然能譜顯示出明顯的后彎，但在該區(qū)域周圍，固有變形和自旋保持相對(duì)恒定。這表明，核子對(duì)的形狀或排列的突然變化的傳統(tǒng)說法可能并不完整。相反，Ne-20中的后彎可以歸因于核結(jié)構(gòu)中更微妙的變化，例如單粒子軌道占用的改變。

在較重的原子核中，如Cr-48，SA-SM揭示了不同形狀之間復(fù)雜的相互作用。雖然原子核作為一個(gè)整體可能看起來是球形的，但其底層波函數(shù)是由長(zhǎng)形和扁形的變形構(gòu)型混合組成的。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀點(diǎn)，即后彎是球形和變形形狀之間的過渡。相反，它表明這種現(xiàn)象可能與核波函數(shù)中不同形狀分量的相對(duì)權(quán)重的變化有關(guān)。

影響和未來方向

SA-SM 提供的新見解對(duì)我們理解高速旋轉(zhuǎn)下的反彎現(xiàn)象具有深遠(yuǎn)的影響。它表明該現(xiàn)象比以前認(rèn)為的更復(fù)雜，涉及各種核自由度之間的微妙平衡。雖然核子角動(dòng)量的對(duì)齊無疑起著作用，但它可能不是后彎現(xiàn)象背后的唯一驅(qū)動(dòng)力。

未來的研究應(yīng)側(cè)重于將計(jì)算擴(kuò)展到更大范圍的核，包括那些具有更大變形和更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的核。此外，研究三軸變形在后彎中的作用是未來研究的一個(gè)重要課題。