近日，原子能院核數(shù)據(jù)重點實驗室在核裂變微觀理論研究領域取得突破性進展，首次將傅里葉形狀參數(shù)化方法引入?yún)f(xié)變密度泛函理論體系，有效克服了傳統(tǒng)球諧函數(shù)展開方法在描述大形變及碎片分離組態(tài)時的局限性。相關成果發(fā)表在國際知名物理期刊《Physics Letters B》(《物理快報B》)，論文第一作者為原子能院核物理研究所博士研究生李澤宇，通訊作者為核物理研究所陳永靜研究員和西南大學李志攀研究員。
基于球諧函數(shù)參數(shù)化（左）和傅里葉形狀參數(shù)化（右）定義的裂變位能曲面
在當前的核裂變微觀理論中，通常采用球諧函數(shù)展開方法對核形狀進行參數(shù)化，以定義集體空間。盡管該方法在中小形變系統(tǒng)中較為適用，但已有多項研究表明，其在描述裂變鞍點外大形變組態(tài)時存在顯著局限性。針對這一挑戰(zhàn)，原子能院團隊在協(xié)變密度泛函理論框架下，創(chuàng)新性地引入傅里葉形狀參數(shù)化方法，其展現(xiàn)出優(yōu)異的收斂特性，能夠更好地表征裂變過程中大形變組態(tài)尤其是斷點組態(tài)。
基于球諧函數(shù)形狀參數(shù)化(a)和傅里葉形狀參數(shù)化(b)計算的裂變碎片電荷分布圖與實驗數(shù)據(jù)
團隊首先構建了傅里葉形變算符，并選取釷-226為例，計算了其二維裂變位能曲面和質(zhì)量張量。隨后，采用含時生成坐標法結合高斯重疊近似對裂變動力學過程進行了模擬，新的集體空間顯著提升了碎片分布漲落的理論描述精度。與此同時，傅里葉形狀參數(shù)化方案還提供了更加優(yōu)良的三維裂變位能曲面，其能量變化平滑、各自由度之間的耦合關聯(lián)弱，為后續(xù)多維裂變動力學的理論研究提供了堅實基礎，有望實現(xiàn)高精度的微觀自洽裂變動力學計算。 該研究得到了國家自然科學基金、中央高校基礎研究基金以及財政部穩(wěn)定支持研究經(jīng)費等項目支持。
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