بررسی تأثیر جابه‌جایی ترازها بر رفتار آماری هسته‌های تغییر شکل یافته

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیک هسته‌ای، دانشکده فیزیک، دانشگاه تبریز، صندوق پستی: 51664، تبریز ـ ایران

10.24200/nst.2020.1136

چکیده

در این مقاله رفتار آماری هسته‌­های تغییر شکل ­یافته­ محوری با استفاده از نظریه­ ماتریس‌­های تصادفی مورد بررسی قرار گرفت. برای این هدف، علاوه بر استفاده از اطلاعات تجربی موجود، ترازهای انرژی باندهای پایه، بتا و گامای تعداد 51 هسته تغییر شکل­ یافته زوج– زوج با استفاده از مدل اندرکنش بوزونی و در چارچوب حد تقارن دینامیکی جزیی (3)SU محاسبه گردید. نتایج حاصل توانایی مدل انتخابی برای بازیابی اطلاعات تجربی و همچنین
جابه‌­جایی باندهای انرژی بتا و گاما را تأیید می‌­کنند. هم­چنین وابستگی رفتار آماری ترازهای انرژی به عدد جرمی هسته‌­ها، اسپین، نیمه‌­عمر حالت پایه، باندهای انرژی و پیکربندی‌­های مختلف باندهای انرژی برانگیخته مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل، وجود اختلاف در رفتار آماری ترازهای انرژی باندهای مختلف و هم­چنین محدوده­‌های جرمی را به­ روشنی نشان می‌­دهند. هم­چنین جابه‌­جایی ترازها و قرار گرفتن تراز در انرژی پایین‌­تر از تراز سبب کاهش میزان هم­بستگی در رفتار آماری هسته‌­ها خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of the displacement of energy levels on spectral statistics of deformed nuclei

نویسندگان [English]

  • S.Kh. Mousavi Mobarake,
  • H. Sabri
  • A. Jalili Majarshin
Department of Nuclear Physics, Faculty of Physics, University of Tabriz, P.O.Box: 51664, Tabriz –Iran
چکیده [English]

In this paper, the spectral statistics of prolatedeformed nuclei are investigated by using random matrix theory. To this aim, we used both available experimental data and also the energy levels of ground, beta, and gamma bands of 51 deformed even-even nuclei, which are determined via partial SU(3) dynamical symmetry limit of interacting boson model. The results verified the ability of the considered models in the restoration of experimental data and also the displacement of beta and gamma energy bands. Also, the dependence of the statistical situation of energy levels is considered to the mass of nuclei, spins, half-lives of the ground state, bands of energy, and different configurations of excited bands of energies. The results suggested obvious differences in the spectral situation of the levels in different rotational bands and also different mass regions. Also, the displacement of levels and the lower energy of  state in comparison with level reduce the correlation of levels in spectral statistics.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Random matrix theory (RMT)
  • Interacting boson model (IBM)
  • Partial SU(3) dynamical symmetry
  • Deformed nuclei
  • Bands of energy
1. R.K. Sheline, vibrational states in deformed even-even nuclei, Rev. Mod. Phys. 32, 1 (1960).

 

2. J.B. Gupta, Global view of the rotational structure of the Kπ = 2+γ-bands, Eur. Phys. J. A, 55, 122 (2019).

 

3. A.V. Afanasjev, N. Itagaki, D. Ray, Rotational excitations in near neutron-drip line nuclei: The birth and death of particle-bound rotational bands and the extension of nuclear landscape beyond spin zero neutron drip line, Phys. Lett. B, 794, 7 (2019).

 

4. J.P. Elliott, Collective motion in the nuclear shell model. I. Classification schemes for states of mixed configurations, Proc. Roy. Soc. Lond. Ser. A. 245, 128 (1958).

 

5. G. Thiamova, D.J. Rowe, J.L. Wood, Coupled-SU(3) models of rotational states in nuclei, Nuclear Phys. A, 780, 112 (2006).

 

6. F. Iachello, A. Arima, The Interacting Boson Model (Cambridge U. Press, Cambridge, 1987).

 

7. R.F. Casten, D.D. Warner, The interacting boson approximate, Rev. Mod. Phys. 60, 389 (1988).

 

8. D.D. Warner, R.F. Casten, W.F. Davidson, Interacting boson approximation description of the collective states of 168Er and a comparison with geometrical models, Phys. Rev. C, 24, 1713 (1981).

 

9. A. Leviatan, Partial dynamical symmetries, Prog. Part. Nucl. Phys. 66, 93 (2011).

 

10. N. Fouladi, J. Fouladi, H. Sabri, Investigation of low-lying energy spectra for deformed prolate nuclei via partial dynamical SU(3) symmetry, Eur. Phys. J. Plus, 130, 112 (2015).

 

11. H.A. Weidenmüller, G.E. Mitchell, Random matrices and chaos in nuclear physics: Nuclear structure, Rev. Mod. Phys. 81, 539 (2009).

 

12. T.A. Brody, et al, Random-matrix physics: spectrum and strength fluctuations, Rev. Mod. Phys. 53, 385 (1981).

 

13. J.F. Shriner, G.E. MitchellT, T. Von Egidy, Fluctuation properties of spacing of low-lying nuclear levels, Z. Phys. A. 338, 309 (1991).

 

14. A.Y. Abul-Magd, et al, Statistical analysis of composite spectra, Ann. Phys. 321, 560 (2006).

 

15. A. Brody, A statistical measure for the repulsion of energy levels, Lett. Nuovo Cimento. 7, 482 (1973).

 

16. M.V. Berry, M. Robnik, Semi-classical level spacing when regular and chaotic orbits coexist, J. Phys. A. 17, 2413 (1984).

 

17. M.A. Jafarizadeh, et al, Investigation of spectral statistics of nuclear systems by maximum likelihood estimation method, Nucl. Phys. A. 891, 29 (2012).

 

18. T. Von Egidy, H.H. Schmidt, A.N. Behkami, Nuclear level densities and level spacing distributions: Part II, Nucl. Phys. A. 481, 189 (1988).

 

19. R.A. Molina, Pairing and spectral statistics of low energy levels, Eur. Phys. A. 28, 125 (2006).

 

20. A. Jalili Majarshin, et al, Systematic analysis on spectral statistics of odd-A nuclei, Annals of Physics, 407, 250 (2019).

 

21. National Nuclear Data Center (Brookhaven National laboratory), chart of nuclides. (http://www. nndc.bnl.gov/chart/reColor.jsp?newColor=dm)

 

22. Live chart, table of nuclides, http://www.nds. iaea. org.

 

23. J.E. Garcia-Ramos, A. Leviatan, P. Van Isacker, Partial Dynamical Symmetry in Quantum Hamiltonians with Higher-Order Terms,  Phys. Rev. Lett. 102, 112502 (2009).

 

24. N. Whelanm, Y. Alhassid, A. Leviatan, Partial dynamical symmetry and the suppression of chaos, Phys. Rev. Lett. 71, 2208 (1993).

 

25. V. Paar, D. Vorkapic, Broken isospin symmetry in the shell model and chaotic behavior, Phys. Lett. B. 205, 7 (1988).

 

26. V. Paar, D. Vorkapic, Quantum chaos for exact and broken K quantum number in the interacting-boson model, Phys. Rev. C. 41, 2397 (1990).

 

27. P.W. Zhao, Multiple chirality in nuclear rotation: A microscopic view, Phys. Lett. B. 773, 1 (2017).

 

28. Yu Zhang, Qiu-Yue Li, Xiao-Xia Wang, Emergent spectral degeneracies in the quantum phase transitions in the interacting boson model, Phys. Rev. C. 93, 054330 (2016).

 

29. H. Sabri, Spectral statistics of rare-earth nuclei:

investigation of shell model configuration effect, Nucl. Phys. A. 941, 364 (2015).

 

30. H. Sabri, R. Malekzadeh, Investigation of decay modes and stability effects on spectral Statistics of different nuclei, Nucl. Phys. A. 963, 78 (2017).