双奇核128I的高自旋态.doc

中国科学 物理学 力学 天文学 2011 年 第 41 卷 第 3 期 256 266 SCIENTIA SINICA Phys Mech 中国科学院研究生院 北京 100049 吉林大学物理学院 长春 130021 Institute of Physics and Tandem Accelerator Center University of Tsukuba Ibaraki 305 0006 Japan 联系人 E mail yhzhang 收稿日期 2010 08 04 接受日期 2010 11 18 国家自然科学基金 批准号 10825522 1073505010 和 10775158 日本学术振兴会特邀研究员 L00515 国家重点基础研究发展计划 编号 2007CB815005 和中国科学院基金资助项目 摘要 利用重离子熔合蒸发反应 124Sn 7Li 3n 布居了双奇核128I 的激发态 基于标准在束 谱学实验测量结 果 扩展并更新了 128I 原有能级纲图 根据已有的高自旋态核结构知识 通过系统学比较和分析 指出了基于 g7 2 d5 2 h11 2组态的负宇称能级结构和 h11 2 h11 2组态的正宇称能级结构 关键词 双奇核 128I 在束 谱学 能级纲图 PACS 27 60 j 23 20 En 23 20 Lv 21 10 Hw Z 50 的过渡区核素同时具有单粒子和集体运动 的特征 碲和碘的同位素 相对 Z 50 的闭壳分别有 2 个和 3 个质子 具有较小的形变和较软的形状 当 中子费米面从 N 50 82 两闭壳的中部逐渐接近 N 82 的闭壳时 这两种同位素核的集体运动趋弱 单粒子运动趋强 1 2 质量数 A 120 130 的碘的同位 素核 因其核芯对不同轨道价核子的形状驱动效应尤 为敏感 具有不同的形状 表现出丰富的核现象 不 同的作者对这些核现象的理解也不尽相同 例如 较 高自旋区 在奇 A 核 113 123I 见文献 3 及其中的文献 和双奇核 120 124I 4 6 中发现了带终结现象 低自旋区 在奇 A 核 117 127I 中系统地发现了建立在 9 2 能态上 的 I 1 和建立在第一个 11 2 5 2 7 2 能级上的 I 2 的能 级系列 7 8 其中基于组态的 I 1 的能级序列 1 9 2 g 被一致认为是具有显著长椭形变的转动带 对于 I 2 的能级序列 由于它们的能级间隔与相应偶 偶 核芯基态带的能级间隔极为相近 被认为是建立在 相应的质子 1h11 2 2d5 2和 1g7 2 轨道上的退耦带 7 9 近年 众多带间 I 1 连接跃迁的发现 促使人们对 这些 退耦带 产生了新的理解 存在连接跃迁的 两个 I 2 的能级序列是基于相同组态 具有小的扁 椭形变的转动带 10 11 双奇核中 以上 d5 2和 1 9 2 g 中国科学 物理学 力学 天文学 2011 年 第 41 卷 第 3 期 1 h11 2等与 h11 2的耦合会产生更加丰富而复杂的核现 象 尤其是两个价核子同时处于 h11 2轨道时所引起 的手征对称破缺 形状驱动效应和旋称翻转现象 激发了人们极大的研究兴趣 12 14 相邻奇 A 核谱学 数据的丰富为进一步理解双奇核复杂的谱学结构提 供了重要参考 对双奇核 116 126I Moon Kaul Paul 等 人报道了建立在 g7 2 h11 2组态上的 1 9 211 2 gh 负宇称转动带和建立在 h11 2 h11 2组态上的正宇称 转动带 但不同作者对组态的指认存在分歧 4 5 15 16 即便是同一作者 前后的指认也不尽一致 16 17 最近 郑云等人 18 报道了 128I 的高自旋态能级纲图 但没 有对能级的自旋宇称和组态进行指认 基于我们初 步报道的结果 19 本文将详细报道对 128I 高自旋态的 研究结果 在扩展并更新原有能级纲图的基础上 通 过与相邻核素的系统性分析 比较 对 128I 能级纲图 的自旋宇称和组态进行尝试性指认 1 实验和结果 1 1 实验方法 利用日本筑波大学串列加速器提供的能量为 28 和 32 MeV 的 7Li 束流 通过124Sn 7Li 3n 反应布居 了 128I 的高自旋态 靶材料为自支撑的124Sn 高纯同 位素膜 质量厚度 4 mg cm2 利用一台小平面探测器 和 9 套带 BGO Bi4Ge3O12 反康罩的高纯锗 HPGe 探 测器进行符合测量 其中 5 套 HPGe 探测器置于与束 流成 37 或 3 其余的放在约 90 附近 这样可以 从符合数据中提取 跃迁的角分布 ADO angular distribution of rays de exciting the oriented states 系 数 该系数反映了 射线的各向异性 用标准 射线源 152Eu 和133Ba 对探测器进行了能量和效率刻度 对 60Co 源 1332 keV 的 谱线 各探测器的能量分辨在 2 0 2 5 keV 之间 实验共在线获取了 67 106个 t t 表示符合时间窗 宽度为 100 ns 和 3 106个 X 符合事件 离线数据处理时 将这些符合数据反演 建立了 4 个 4096 4096 的矩阵 它们分别是一个对 称的 总符合矩阵和两个不对称 ADO 矩阵以及一 个小平面探测器和同轴 HPGe 探测器符合的不对称 矩阵 本实验中纯四级跃迁的 ADO 系数约为 1 29 纯偶极跃迁的 ADO 系数约为 0 64 M1 和 E2 的混合 跃迁介于两者之间 1 2 实验结果 在本工作之前 Sakharov 等人 20 用 n 反应 Burde 等人 21 用 p n 反应曾研究过 128I 的低激发态 能级 Zheng 等人报道了利用熔合蒸发反应 124Sn 7Li 3n 布居的 128I 的高自旋态能级纲图 18 本工作中 对所观察的每一条 射线均作了开门分析 基于 射 线间的符合关系 结合 跃迁的强度平衡和交叉跃迁 等信息 分辨出跃迁能量相近的 线 建立了如图 1 所示的 128I 高自旋态能级纲图 纲图中标明了各个能 级的激发能和相应 射线的能量值 箭头线的粗细代 表 跃迁相对强度的大小 在表 1 中给出了根据实验 数据所提取的 128I 射线的能量 相对强度 ADO 系 数 初末态能级的激发能及自旋宇称值 从图 1 中可以看出 128I 的能级纲图分为 3 部分 10 能级以下的负宇称能级结构和左边布居较强的负 宇称结构以及 10 能级之上的正宇称能级结构 在图 中分别以 A B 和 C 标示 图 2 和 3 给出了显示 3 部 分能级结构的典型开门谱 本工作发现了许多新的 能级结构 使原有纲图得到很大的扩展和更新 18 详 述如下 纲图 1 中标示 A 的负宇称能级结构是本工作首 次建立的 正是借助这些新发现的 跃迁和能级结构 我们建立了与 n 反应 20 中观测到的 4 个低激发能 级 167 226 270 和 552 keV 之间的联系 高自旋区 域 负宇称部分新增了 1291 2111 3116 和 3556 keV 4 个新能级 正宇称部分则拓展了 2953 3152 3009 3559 和 3621 keV 5 个新能级 借助交叉跃迁和众多 的平行结构 我们把这些新能级放置在纲图中的合理 位置 基于 跃迁强度平衡我们对换了 389 和 741 keV 线的上下位置 新发现的 262 keV 的 线和 keV 的交叉跃迁有力支持这种修改 基于这种修 改 通过从 keV 新能级退激的 keV 的新 跃 迁 我们把正宇称部分的两个平行跃迁完整的联系在 一起 本纲图与原纲图 18 最大的差别是我们分辨出 3 条跃迁能量 102 keV 相近的 线并将它们放入纲 图 1 中的合理位置 确定了 101 765 411 102 keV 4 条 跃迁的合理级联顺序 具体参见我们对 128I 的初步报道 19 本文不再赘述 167 keV 的能级是半衰期为 175 15 ns J 建议为 丁兵等 双奇核 128I 的高自旋态 2 6 的同质异能态 226 和 270 keV 两个能级的 J 均被建 图图 1 本本工工作作建建立立的的 128I 核 核的的能能级级纲纲图图 Figure 1 Level scheme of 128I deduced from the present work 表表 1 本本实实验验测测量量到到的的 128I 核 核 射射线线的的能能量量 相相对对强强度度 ADO 系系数数 初初末末态态能能级级激激发发能能及及自自旋旋宇宇称称 Table 1 ray transition energies relative intensities ADO ratios and their assignments in 128I E keV a I b RADOEi keV Ef keV c i J f J 58 551 66 60 225 9 167 4 6 6 101 31460 70 8 1562 2 1460 9 10 9 102 25630 90 7 285 2 183 0 8 7 102 2 79 0 95 16 269 6 167 4 7 6 117 8491 54 13 285 2 167 4 8 6 194 8540 69 6 2185 9 1991 1 12 11 199 181 10 12 3152 4 2953 3 15 14 221 01060 72 6 2185 9 1964 9 12 11 227 1630 77 7 2664 9 2437 8 14 13 229 9120 62 7 2341 3 2111 4 13 12 238 021 36 24 2111 4 1873 5 12 12 239 280 84 23 1149 9 910 8 9 8 246 630 75 17 3555 9 3309 3 16 15 251 9870 77 6 2437 8 2185 9 13 12 255 640 92 20 481 8 225 9 7 6 261 630 85 12 2953 3 2691 7 14 13 282 6120 85 12 552 2 269 6 8 7 312 5670 85 9 582 1 269 6 8 7 314 360 91 15 481 8 167 4 7 6 345 4450 89 7 1041 7 696 2 10 9 347 640 85 24 3009 2 2661 6 14 13 中国科学 物理学 力学 天文学 2011 年 第 41 卷 第 3 期 3 369 580 80 10 3158 8 2789 2 15 14 续表 1 E keV a I b RADOEi keV Ef keV c i J f J 388 8200 80 7 2691 7 2302 9 13 12 397 1100 96 11 3555 9 3158 8 16 15 402 71780 65 5 1964 9 1562 2 11 10 411 04680 65 5 696 2 285 2 9 8 412 32240 73 5 1454 0 1041 7 11 10 412 390 76 27 1562 2 1149 9 10 9 419 5550 81 6 1873 5 1454 0 12 11 428 9970 70 6 1991 1 1562 2 11 10 429 1110 60 12 910 8 481 8 8 7 447 9240 79 7 2789 2 2341 3 14 13 463 520 67 10 3621 4 3157 9 16 15 469 070 79 11 3621 4 3152 4 16 15 473 0101 57 35 2437 8 1964 9 13 11 475 7211 04 17 2661 6 2185 9 13 12 479 0121 52 17 2664 9 2185 9 14 12 487 5160 83 8 3152 4 2664 9 15 14 493 0200 79 7 3157 9 2664 9 15 14 540 050 64 10 3115 5 2575 5 14 13 550 1340 84 19 1460 9 910 8 9 8 567 9 12 0 65 11 1149 9 582 1 9 8 595 2630 85 15 1291 4 696 2 10 9 641 2130 66 15 910 8 269 6 8 7 650 5211 47 17 2953 3 2302 9 14 12 657 42111 4 1454 0 12 11 702 1360 72 7 2575 5 1873 5 13 12 740 7541 22 10 2302 9 1562 2 12 10 743 5221 40 35 910 8 167 4 8 6 756 53961 47 11 1041 7 285 2 10 8 757 7601 32 14 1454 0 696 2 11 9 764 72571 45 11 1460 9 696 2 9 9 817 6141 33 11 3158 8 2341 3 15 13 820 02111 4 1291 4 12 10 832 0561 22 11 1873 5 1041 7 12 10 866 01000 97 8 1562 2 696 2 10 9 887 3661 39 11 2341 3 1454 0 13 11 894 3101 28 33 3559 2 2664 9 16 14 915 7201 21 18 2789 2 1873 5 14 12 968 0151 23 12 3309 3 2341 3 15 13 1069 7241 36 13 2111 4 1041 7 12 10 1175 5230 98 9 1460 9 285 2 9 8 1242 0111 22 21 3115 5 1873 5 14 12 a 不确定性在 0 1 0 5 keV 之间 b 不确定性在 5 30 之间 令 866 0 keV 跃迁强度为 100 c 自旋和宇称的指定细节见正文 议为 5 6 7 59 和 102 keV 的 跃迁被认为是分别从 以上两个能级向 167 keV 同质异能态退激的 M1 跃 迁 20 22 基于已知能级的 J 值和激发能 结合 跃迁 的 ADO 系数 考虑到采用熔合蒸发反应布居的能级 丁兵等 双奇核 128I 的高自旋态 4 自旋随激发能的增加而增大的特点 我们首次建 议了纲图中能级的 J 值和激发能 下面就此做简单 图图 2 239 641 和和 256 keV 的的开开窗窗符符合合谱谱 示属于128I 但未能放入纲图的线 示沾污 Figure 2 The ray coincidence spectra gated on the a 239 keV transition b 641 keV transition and c 256 keV transition The squares denote transitions belonging to 128I but not assigned to the level scheme The asterisks indicate contaminations 阐述 基于退激到 167 keV 6 能态的 102 和 keV 两 线的 ADO 系数 RADO E 102 keV 0 95 16 RADO E 118 keV 1 54 13 我们将 270 和 285 keV 两能级的 J 分别指认为 7 和 8 值得注意的是 基于 ADO 系数分析 我们不能分辨四极 I 2 跃迁和偶 极 I 0 跃迁 本纲图中 59 keV 线就是这样的情况 其 ADO 系数为 1 66 60 而 314 keV RADO 0 91 15 和 256 keV RADO 0 92 20 两条 线均为偶极跃迁 因此 我们将 keV 能级的 J 取为 6 类似地 我 们认为 765 keV 跃迁连接的两个能级具有相同的自 旋 9 假定 118 keV 线是纯的 E2 跃迁 在 866 keV 的开窗谱中 我们求得退激到 183 keV 能级的 keV 线的内转换系数 0 60 7 结合 866 keV expt T 和 403 keV 的开窗谱求得 101 keV 线的内转换系数 0 88 21 理论计算 102 2 keV M1 expt T th T 0 703 14 101 3 keV M1 0 721 15 因此这两 th T 条能量相近的 线均为 跃迁 它们退激到的能级的 J 值分别被指认为 7 和 9 1562 keV 能级正宇称的指 认参考下面的讨论 2 讨论 128I 中质子费米面处于 h11 2亚壳层下部 中子费 米面处于 h11 2亚壳层中部 由于高 j 轨道易于在熔合 蒸发反应中得到布居 质子可能占据的轨道为 g9 2 d5 2 g7 2和 h11 2 中子可能占据的轨道为 h11 2 由处 于这些高 j 轨道的粒子耦合而成的两准粒子多重态可 能在双奇核中得到观测 如引言所述 双奇碘核中确 实系统的发现了基于上述两准粒子组态的能级结构 奇 A 碘核 A 128 时基态是 A 128 时基态 是 它们分别对应着质子处于 2d5 2和 1g7 2轨道 A 128 的碘核 其价质子可能处于以上两轨道的混杂 态 从 Nilsson 能级图上来看 2d5 2壳层和 1g7 2壳层 的能级 都具有正宇称 可能因相近的能级间距而发 中国科学 物理学 力学 天文学 2011 年 第 41 卷 第 3 期 5 生混杂 基于粒子转子模型的计算也表明奇 A 核 121 127I 中 质子 2d5 2轨道和 1g7 2轨道间确实存在很 强的混合 23 24 图图 3 402 887 和和 239 keV 的的开开窗窗符符合合谱谱 示属于128I 但未能放入纲图的线 示沾污 Figure 3 The ray coincidence spectra gated on the a 403 keV transition b 887 keV transition and c 118 keV transition The squares denote transitions belonging to 128I but not assigned to the level scheme The asterisks indicate contaminations 2 1 负宇称能级结构 本纲图中最低的 3 个能级分别为 167 keV 的同 质异能态 226 和 269 keV 两个能级 它们在 127I d p 和 129I d t 反应中都得到了布居 被认为是 g7 2或 d5 2与 h11 2耦合而成 20 如上文所述 128I 的低位激 发态中 价质子可能处于 2d5 2和 1g7 2两轨道的混杂 态 以上 3 个能级在 d p 反应中布居的强度大于在 d t 反应中布居的强度 参见文献 20 中的 Table 5a 而 127I 的基态是 d5 2轨道 所以 128I 中这 3 个能态 的价质子应主要处于 d5 2轨道 即这 3 个能级的组态 为 d5 2 g7 2 h11 2 写成这样的形式表示 d5 2轨道有 g7 2轨道的混合 自旋同为 6 的两个能级 167 和 226 keV 可能是由于 d5 2和 g7 2两轨道波函数混杂 的程度不同所致 8 911 keV 能级通过 744 keV 的 E2 跃迁退激到 167 keV 的同质异能态上 128Te 2 态的 激发能是 743 keV 两者一致的跃迁能量表明该 8 态 可能由两准粒子组态 d5 2 g7 2 h11 2与核芯的 2 态 耦合形成 在与 128I 相邻的同位素核127I 中 基于 g7 2轨道 混有相邻的 d5 2轨道 的转动带布居最强 是 127I 的 晕带 25 129I 的基态是 g7 2轨道 同中素核 127Te 中 处于 h11 2轨道的奇中子与核芯 126Te 耦合而成的态 占据着晕态 1 129Xe 中 建立在 11 2 态上的能级亦 得到很强的布居 26 因此 128I 中 g7 2与 h11 2的耦合 态势必得到很强的布居 本纲图中标识为 B 的负宇 称能级结构得到最强布居 我们将其组态指定为 g7 2 d5 2 h11 2 随着激发能的增大 g7 2轨道因其 较高的角动量易于在熔合蒸发反应中得到布居 应 是价质子的主要成分 利用经验壳模型我们计算了此 组态的 7 8 和 9 分态的激发能 由于 130I 数据的缺 乏 我们只提取了 126I 中该组态下的 p n 相互作用能 丁兵等 双奇核 128I 的高自旋态 6 用此相互作用能近似 128I 中的相互作用能 我们计算 了 128I 中相应分态的激发能 具体计算过程以128I 中 的 9 分态为例 126I 中此组态两准粒子无微扰激发能 为 126127125 IITe11 11 2 07 211 27 2 171 8 keV EgEhSg h 图图 4 128I 中 中两两准准粒粒子子组组态态激激发发能能的的计计算算值值和和实实验验值值的的比比较较 Figure 4 Comparison between the calculated and experimentally observed states in 128I for the two quasiparticle multiplets 是相邻奇质子核 127I 中价质子占据 g7 2轨 127I 7 2 Eg 道 自旋为 7 2 时的激发能 是相邻奇中 125Te 1 11 2 Eh 子核 125Te 中价中子占据 h11 2轨道 自旋为 11 2 时 的激发能 S 是基态结合能项为 S B 126I B 126Te B 127I B 125Te 30 4 keV 两准粒子组态的相互作用能可以简单的表示为无微 扰激发能与实验激发能之差 126126 1 7 211 2 II1 11 2 07 2 9 563 9 keV gh E g h 128I 中该组态 9 分态的激发能即为 128128 1 7 211 2 II1 11 2 07 2 9 597 5 keV gh E g h 是 128I 中此组态的两准粒子无微扰 128I 1 11 2 07 2 g h 激发能 利用相同的方法可求出其它分态的激发能 假 设实验上观测的 183 285 和 696 keV 能级分别对应 着该组态的 7 8 和 9 分态 图 4 显示了计算值和实 验结果的比较 7 和 8 分态计算值和实验观测值的差 不超过 20 keV 符合较好 9 分态计算值和实验观测 值相差较大 可能是由于 128I 中该分态存在组态混杂 跃迁强度很强的 765 和 866 keV 的连接跃迁和 595 keV 的边溃跃迁直接退激到该 9 分态 也表明该能 态可能混入了其他组态 8 285 keV 能态在此负宇称 能级中得到最强的布居 这符合 相互作用的的 Jmax 1 规则 即在 多重态内 J Jmax 1 的能级最靠 近晕线 熔合蒸发反应非常强的布居这一能级 相邻双奇核 124 126I 中发现了基于 g7 2 h11 2组 态的转动带 15 图 5 展示了包括 122I 128I 在内的基于 该组态的带结构的能级间隔系统性 相应能级的激 发能随着质量数的减小逐渐减少 该系统性进一步 支持 128I 中此负宇称能级结构组态的指认 值得注意 的是 128I 中该组态上不规则的 跃迁强度 尤其以退 激到 1042 keV 能级的 412 keV 跃迁的强度表现明 显 众多的边溃跃迁和平行跃迁表明 与较轻的双 奇核 124 126I 相比 128I 的转动特征已不明显 单粒子 结构特性增强了 中国科学 物理学 力学 天文学 2011 年 第 41 卷 第 3 期 7 图图 5 双双奇奇核核 122 128I 中 中基基于于 g7 2 h11 2组组态态带带结结构构的的能能级级 间间隔隔系系统统性性 Figure 5 Level spacing systematics in doubly odd 122 128I for the g7 2 h11 2 configuration 2 2 正宇称能级结构 Paul 等人在报道 116I 带终结的时候 借助相邻奇 A 碘核基态的组态 对 116I 一个转动带 文献 17 中图 1 所示的带 3 的组态建议为 g7 2 h11 2 17 随后利用 熔合蒸发反应 90Zr 31P 2p3n 将116I 中这个带的自旋 拓展到约 30 基于双堵塞效应 Paul 等人 16 重新将 这个转动带的组态指认为 h11 2 h11 2 这是在双奇 碘核中发现基于此组态的转动带的首次报到 Moon 等人 27 28 详细阐述了在双奇碘核中存在 h11 2 h11 2 组态的 3 点原因并研究了 A 116 126 双奇碘核中基 于该组态的带的系统特征 128I 中基于此组态的带结 构也应该得到很强的布居 这是因为 128I 相邻同位 素核 127I 中 处于 h11 2轨道的质子和相应核芯 126Te 的耦合态得到很强的布居 25 相邻的同中素核 如前 文所述 处于 h11 2轨道的中子与相应偶偶核芯的耦 合态占据着晕态 127Te 或得到很强的布居 129Xe 在较轻的双奇碘核中 基于 h11 2 h11 2组态的 转动带均建立在 J 10 的能级之上 该能级以下无 规则的 跃迁表明此能级可能是由 h11 2与 h11 2耦合 而成的两准粒子态 采用与上文类似的方法 我们计 算了此组态 9 10 和 11 分态的激发能 它们与纲图 中自旋为 9 10 和 11 1965 keV 3 个能级的激发能偏 差分别为 22 44 和 47 keV 符合较好 由此 我们初 步指认这 3 个能级是 h11 2 h11 2组态的 3 个分态 宇称为正 图 4 b 给出了计算值和实验值的比较 进一步围绕 10 1562 keV 能级进行系统性分 析比较 我们发现与较轻的双奇碘核相比 128I 中系统 性依然存在 图 6 a 系统比较了双奇核 118 128I 中基 于该组态的 10 能级激发能和奇 A 核 117 127I 中基于 h11 2轨道的 11 2 能级的激发能 从图中看出相应能 级的激发能有着很好的一致性 它们都随着质量数 的减小而逐渐减少 这种系统性说明处于 h11 2轨道 的质子在 10 能级中起支配作用 图 6 b 显示了 124 128I 中该 10 能级附近部分 跃迁 能级结构和能 级激发能的比较 由图看出这些 跃迁的能量和相应 能级的激发能也都是随着质量数的减小而减少 以 上系统性进一步支持将 128I 中 1562 keV 能级的组态 认为 h11 2 h11 2 J 值指认为 10 值得一提的是 由 该能态退激到 1461 keV 能级的 101 keV 的 线是 M1 跃迁 参见实验结果部分 因此 1461 keV 能级的 J 值被指认为 9 在 140Pr 29 140 142Pm 142 144Eu 和 144Tb 见文献 30 及其中文献 中也系统的发现了基于 h11 2 h11 2 组态的上述 3 个分态 并且与此处类似 11 和 10 分 态的能级间隔 400 keV 10 和 9 分态的能级间隔约 为几十千电子伏 图 6 显示的相应能级的激发能和 跃迁的能量随着质量数的增加而增大的系统性 可 做以下定性理解 随着中子数的增加 中子费米面从 N 50 82 两闭壳层的中部逐渐接近 N 82 的闭壳 壳 效应使原子核的形变逐渐减小 集体运动趋弱 单 粒子运动趋强以及相应能级抬高 基于以上分析 比较 我们认为图 1 中标示为 C 的能级结构建立在 h11 2 h11 2组态之上 宇称为正 不过 128I 中此组 态上的能级结构已表现不出明显的转动形式 473 和 479 keV 等仅存的几条强度极弱的 E2 跃迁以及众多 的平行跃迁也说明 128I 中 集体运动趋势减弱而单粒 子运动趋势增强 表 2 给出了双奇核 116 128I 中 16 能 级相对于 10 能级的激发能 由表中可以看出他们的 相对激发能大致相等 在偶偶核 120 130Te 中最低的 6 能级的激发能也大致相等 此 6 能级被认为是基 于组态的两准粒子态 相应的 双奇碘核中的 2 7 2 g 16 能级被认为是在 h11 2 h11 2组态上又激发一对质 子占据 g7 2轨道形成 即其组态是 h11 2 g7 2 2 h11 2 详见文献 27 及其中文献 仔细比较表 2 中的数值 丁兵等 双奇核 128I 的高自旋态 8 可以看出 122 128I 中 16 能级的相对激发能有随着中 子数增加而呈略微增加的趋势 这或许同样可以归 因于中子费米面接近 N 82 的大闭壳时的壳效应 值得一提的是 确认手征双重带是目前原子核 结构领域的一个研究热点 1997 年 Frauendorf 和 Meng 在理论上首次预言了手征双重带的存在并同时 指出 A 130 过渡区具有三轴形变的双奇核 其价质 子和价中子分别位于 h11 2亚壳层下部和中上部时 最有可能引起手征对称的破缺 31 自 2001 年对 N 75 同 表表 2 双双奇奇核核 116 128I 中 中 h11 2 h11 2组组态态上上 16 能能级级相相对对于于 10 能能级级的的激激发发能能 Table 2 The 16 energies relative to the 10 stares in doubly odd 118 128I nuclei for the h11 2 h11 2 configuration 同位素相对激发能 keV 116I 1939 118I 1860 120I 1873 122I 1842 124I 1909 126I 1978 128I 2059 图图 6 中国科学 物理学 力学 天文学 2011 年 第 41 卷 第 3 期 9 a 双奇核 118 128I 中 10 能级和奇 A 核117 127I 中 11 2 能级激发能的系统比较图 单位 keV b 双奇核124 128I 中 10 能级附近部分 跃迁 和能级结构系统性 单位 keV Figure 6 a Energy systematics of proposed 10 states in doubly odd 118 128I nuclei and 11 2 states in odd A 117 127I nuclei b systematics of level structures and transition energies around the 10 states in doubly odd 124 128I nuclei 中子素中手征双重带进行报道以来 32 实验工作者 在此核区的双奇核中建议了多例手征双重带的候选 带 其中主要包括 Cs 同位素链中 A 122 132 的双奇 核 见文献 12 33 及其中的参考文献 基于以上理论 分析和实验事实 在 N 75 A 128 的双奇碘核中可能 存在手征双重带 另一方面 在碘的同位素核 118 120I 中 Moon 和 Starosta 等人建议了基于 g9 2 h11 2和 h11 2 h11 2组态的手征双重带 但在较重的双奇核 122 124 126I 中却没有发现类似的带结构 15 34 对于128I 从我们的数据看不出该双奇核中存在手征二重带的 明显迹象 3 结论 本工作利用熔合蒸发反应对双奇核 128I 进行了 高自旋态在束 实验研究 扩展并更新了原有能级纲 图 基于已知能级的自旋宇称 结合 128I 射线的 ADO 系数 对能级的自旋宇称进行了首次尝试性指 认 通过与相邻双奇碘核的系统性比较 结合邻近核 的谱学知识 指认了建立在 g7 2 d5 2 h11 2组态上 的负宇称能级结构和基于 h11 2 h11 2组态的正宇称 能级结构 与较轻的双奇碘核不同 这两个组态上的 能级结构不再具有明显的转动特征 无规则的能级 间隔和众多的平行跃迁表明 128I 中单粒子运动和集 体运动之间的竞争更加剧烈 集体运动趋势减弱 单 粒子运动趋势加强 致谢衷心感谢 JAERI 串列加速器实验室提供 7Li 束流 参考文献 1 Zhang C T Bhattacharyya P Daly P J et al Yrast excitations in A 126 131 Te nuclei from deep inelastic 130Te 64Ni reactions Nucl Phys A 1998 628 386 402 2 Fossan D B Gai M Gaigalas A K et al Deformed 9 2 proton hole states in odd A I nuclei Phys Rev C 1977 15 5 1732 1737 3 Balabanski D L Rainovski G Blasi N et al Band termination in 123I Phys Rev C 1997 56 3 1629 1632 4 Kaur H Singh J Sharma A et al Collective structures in doubly odd 120I Phys Rev C 1997 55 1 512 515 5 Kaur H Singh J Sharma A et al High spin states in doubly odd 122I Phys Rev C 1997 55 5 2234 2243 6 Balabanski D L Rainovski G Blasi N et al Excited states and terminating bands in 123 124I Heavy Ion Phys 1997 6 275 279 7 Gai M Gordon D M Shroy R E et al Collective properties of the odd mass I nuclei 117 119 121I Phys Rev C 1982 26 3 1101 1113 8 Shroy R E Gordon D M Gai M et al Collective properties of the odd mass I nuclei 123 125 127I Phys Rev C 1982 26 3 1089 1100 9 Hagemann U Keller H G Brinckmann H F Collective exitation in the 123 125I nuclei Nucl Phys A 1977 289 292 316 10 Wang S Y Komatsubara T Ma Y J et al Band structures in 123I J Phys G Nucl Part Phys 2006 32 283 294 11 Goswami R Sethi B Banerjee P et al Spectroscopy of 123I Phys Rev C 1993 47 3 1013 1019 12 Wang S Y Liu Y Z Komatsubara T et al Candidate chiral doublet bands in the odd odd nucleus 126Cs Phys Rev C 2006 74 017302 13 Zhu S J Yu Y N Xiao S D et al High spin states and shape driving effects in A 130 nuclear region in Chinese High Energy Phys Nucl Phys 2004 28 Supp 5 10 朱胜江 禹英男 肖树东 等 A 130 区和高自旋态及形状驱动效应 高能物理与核物理 2004 28 增刊 5 10 14 Liu Y Z Lu J B Ma Y J et al Systematic study of spin assignments and signature inversion of h11 2 h11 2 bands in doubly odd nuclei around A 130 Phys Rev C 1996 54 2 719 730 15 Moon C B Dracoulis G D Bark R A et al Annual Report 2002 Australian National Univ Dept of Nuclear Physics 2003 11 17 16 Paul E S Fossan D B Hauschild K et al Evidence for the h11 2 h11 2 configuration in doubly odd 116I J Phys G Nucl Part Phys 1995 21 995 999 丁兵等 双奇核 128I 的高自旋态 10 17 Paul E S Clark R M Forbest S A et al Band termination in doubly odd 116I J Phys G Nucl Part Phys 1993 19 343 348 18 Zheng Y Zhu L H Wu X G et al High spin states in 128I Chin Phys C 2009 33 Suppl I 179 181 19 Wang H X Zhang Y H Ding B et al A new high spin level scheme of 128I Chin Phys Lett 2010 27 8 082701 20 Sakharov S L Alexeev V L Kondurov I A et al Low lying 128I excited states from the n reaction Nucl Phys A 1991 528 317 347 21 Burde J Richter V Labaton I et al Low energy exited states in 128I produced by the p n reaction Nucl Phys A 1981 351 238 256 22 National Nuclear Data Center NNDC http www nndc bnl gov useroutput AR 1 1 html 23 Sharma H Banerjee P Coexistence of prolate and oblate bands with similar proton configurations in 121 123 125I Phys Rev C 2001 64 064310 24 Song H C Liu Y X Zhang Y H et al Calculation of energy levels of nucleus 127I in the particle triaxial rotor model Chin Phys Lett 2004 21 2 269 272 25 Zhang Y H Ma Y J Sasaki Y et al A new level scheme of 127I High Energy Phys Nuclar Phys 2002 26 2 104 107 26 Zhao Z Yan J Gellberg A et al New excited states of the nuleus 129Xe Z Phys A Atom Nucl 1988 331 113 114 27 Moon C B Systematic features of the h11 2 h11 2 bands in doubly odd I J Korean Phys Soc 2004 44 2 244 249 28 Moon C B Dracoulis G D Bark R A et al Collective bands built on the proton h11 2 and the neutron h11 2 orbitals in odd odd I J Korean Phys Soc 2003 43 S100 S104 29 Yu H P Guo Y X Lei X G et al High spin level scheme of Odd Odd 140Pr nucleus in Chinese High Energy Phys Nucl Phys 2004 28 8 806 809 于海萍 郭应祥