关于高自旋态介绍

[拼音]：gaozixuantai

[外文]：high spin states

总角动量很大的原子核激发态。由于重离子加速和核谱学探测技术的发展，人们已能通过重离子反应，产生原子核的高自旋态（总角动量塼100媡）。研究这种高自旋态的性质，是核物理的一个新的研究领域。

在给定自旋下原子核的最低能态叫转晕态，由转晕态组成的能级序列叫转晕带。转晕带附近的状态具有特殊性质，在这种状态下，整个体系的能量可达几十兆电子伏，能量几乎全部集中在高角动量的态上，所以核仍是“冷”的。目前实验上已能鉴别出自旋高达 38媡左右的能级，更高角动量的能级则处于连续谱中。转晕谱的研究可使人们了解核的集体自由度和单粒子自由度之间的相互作用。

大变形核的转晕谱常常有如图1所表示的规则，对于比较低的自旋 I，转晕带主要由基带(以原子核基态为最低能态的转动带)组成。而当 I大于某一临界值Ic后，转晕带将过渡到由某一激发带（以原子核的某一激发态为最低能态的转动带，或超带）所组成，也就是说，超带和基带发生了交叉。转动能谱公式

中转动惯量J同图1中的转动带的斜率有关，带交叉显示着由基带向超带的过渡。这对应着转动惯量的变化。过渡愈突然，转动惯量的变化就愈剧烈。图2给出了一些稀土区偶偶核的转晕谱所对应的等效转动惯量同ω2(转动圆频率的二次方)的关系图。由图可见，有的核转动惯量增加得缓慢些，而有的核当圆频率ω大于某一临界值ωc后等效转动惯量有个突变，圆频率反而减少，这种现象人们称之为回弯现象。出现回弯现象的原因是处于费密面附近的核子对受到科里奥利力而拆对，每个核子的角动量沿核自旋角动量的方向排列，使沿着自旋方向的角动量增加，相当于等效转动惯量的突然增大，而出现回弯现象。

对于比较“软”的原子核，它的势能面上存在多于一个的极小值，那么在转动离心力的作用下，就有可能从一种形状变化到另一种形状（叫形状相变），这自然也会给出转动惯量的突然增大，也就是说，超带还可能是形状相变带。近年来，实验上还观察到了一些核的多带交叉和二次回弯现象。

单粒子的角动量是核的总角动量中的一部分，它与集体转动的特性不同。当核总角动量沿着核的对称轴时，它是单粒子排列角动量贡献的总和(图3)，此时无集体转动。有一些这样的状态的寿命可能比通常转动态大一个到几个量级，叫做“转晕陷阱态”。实验上已见到这类状态。关于转晕态的壳结构效应的研究也是现在感兴趣的课题。

参考书目

1. F.S.Stephens and R.S.Simon，Nucl.Phys.A，Vol.183，p.157，1972.
2. A.Bohr and B.Mottelson， Phys.Today， p.25，June， 1979.