高自旋態

高自旋態（high-spin state）是指原子核總角動量很大的激發態。又稱高角動量態。高自旋態研究是重離子加速技術、在束γ譜學技術和不斷更新的大型γ探測器陣列及先進的數據獲取計算機系統的綜合產物。這一領域為核結構研究增添了新的特色，如轉動順排和帶交叉、集體運動與單粒子運動的關聯和轉化、轉動和核子間對力場的關聯、形狀共存和形變演化、全順排帶終結、磁轉動剪刀帶、超形變和全同帶、超形變的退激及旋稱反轉和手征二重帶等。人們已能通過重離子反應，產生原子核的高自旋態。研究這種高自旋態的性質，是核物理的一個新的研究領域。

基本介紹

• 中文名：高自旋態
• 外文名：high-spin state
• 別稱：高角動量態

主要特點

高自旋態主要是通過重離子熔合蒸發反應獲得的，它的特點是可使原子核布居到較高自旋態，而且特別優惠於布居轉暈線附近的能態。轉暈線是指對某一激發能可能達到的最大角動量態間的連線，轉暈線附近的態的角動量很大，而內部激發能很低。高自旋態大部分成果來自轉暈和類轉暈躍遷，又稱轉暈譜學。此外，獲得高自旋態的手段還有庫侖激發、熔合裂變、深度非彈和轉移反應等。

在給定自旋下原子核的最低能態叫轉暈態，由轉暈態組成的能級序列叫轉暈帶。轉暈帶附近的狀態具有特殊性質，整個體系的能量可達幾十兆電子伏，能量幾乎全部集中在高角動量的態上，所以核仍是“冷”的。目前實驗上已能鑑別出更高角動量的能級處於連續譜中。轉暈譜的研究可使人們了解核的集體自由度和單粒子自由度之間的相互作用。

對於比較“軟”的原子核，它的勢能面上存在多於一個的極小值，那么在轉動離心力的作用下，就有可能從一 種形狀變化到另一種形狀（叫形狀相變），這自然也會給出轉動慣量的突然增大，也就是說，超帶還可能是形狀相變帶。近年來，實驗上還觀察到了一些核的多帶交叉和二次回彎現象。

單粒子的角動量是核的總角動量中的一部分，它與集體轉動的特性不同。當核總角動量沿著核的對稱軸時，它是單粒子排列角動量貢獻的總和，此時無集體轉動。有一些這樣的狀態的壽命可能比通常轉動態大一個到幾個量級，叫做“轉暈陷阱態”。實驗上已見到這類狀態。

認識的深化

高速轉動的原子核提供的大量實驗信息深化對核結構的認識。長橢變形核¹⁵⁸Er的核結構隨自旋態而演化。在14⁺態附近一對i_13/2中子拆對順排，即典型的回彎現象；28⁺態附近又發生了一對h_11/2原子拆對順排；在38⁺態發生了由長橢到扁橢的形狀相變和集體運動到單粒子運動的轉化；在46⁺態發生了帶終結全順排。此時46⁺態的46個單位的角動量完全是由價核子的單粒子運動提供的。這個¹⁵⁹₆₈Er₉₀核相當於一個近球形的¹¹⁶₆₄Gd₈₂核心加上4個價質子和8個價中子在赤道附近旋轉。46⁺態的46個單位的角動量是由12個價核子的單粒子角動量構築而成的，這是建立高自旋態的另一種模式，稱為全順排。

極端條件下的核性質研究是當前核物理的重要前沿，高自旋態下新現象的探索是其中的重要領域之一。此外，高自旋態研究在某些核區已推向遠離β穩定線的質子滴線附近，在重核區已推向超錒核的核結構研究。