北京大学物理学院技术物理系、核物理与核技术国家重点实验室赵鹏巍研究员课题组，微观揭示了超镄核中的高阶形变效应，成功解决了超镄核的异常转动行为之谜。2024 年 7 月 11 日，相关研究成果以“转动超镄核中高阶形变的出现：微观理解”(Emergence of High-Order Deformation in Rotating Transfermium Nuclei: A Microscopic Understanding) 为题，在线发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)。

质子数超过100的原子核，即超镄核，是目前实验测得转动谱的最重的原子核，其转动性质对于确定超重核的单粒子能级结构、预言“超重稳定岛”的位置至关重要。因此，世界上许多知名核物理研究机构，如美国阿贡国家实验室、德国赫姆霍兹重离子研究中心等合作组，都致力于精确测量超镄核的转动谱。本世纪初，相关实验发现，随着角动量的增加，相邻超镄核²⁵²No 和²⁵⁴No 的转动惯量展现出截然不同的上弯现象，这一现象一直没有得到合理的微观理论解释，由此成为了困扰核物理界 20 多年的疑难问题。

针对这一疑难问题，北京大学赵鹏巍课题组发展了含滤波算符的预处理共轭梯度法，建立了三维格点空间的推转相对论密度泛函理论，并利用类壳模型方法严格处理了对关联效应。课题组基于新建立的理论方法，微观自洽地考虑了全部形变自由度，很好地再现了超镄核转动谱的实验值，微观揭示了超镄核中的高阶形变效应，并指出反射不对称形变效应是造成超镄核异常转动行为的主要原因，由此成功解决了超镄核的异常转动行为之谜。

超镄核转动惯量的理论计算结果及其与实验值的比较

北京大学物理学院 2020 级博士研究生许方方为论文第一作者，赵鹏巍为通讯作者，其他合作者包括北京大学物理学院特聘副研究员王亚坤、2019 级博士研究生王一平和北京大学教育部海外名师 Peter Ring 教授。

上述研究工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金以及北京大学高性能计算平台等支持。

论文原文链接: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.022501