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Large-scale shell-model calculations for unnatural-parity high-spin states in neutron-rich Cr and Fe isotopes

クロムおよび鉄同位体の非自然パリティ高スピン状態に対する大規模殻模型計算

富樫 智章*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; 大塚 孝治*; 本間 道雄*

Togashi, Tomoaki*; Shimizu, Noritaka*; Utsuno, Yutaka; Otsuka, Takaharu*; Homma, Michio*

中性子数が31から35までの中性子過剰なクロムおよび鉄同位体における非自然パリティ高スピン状態に対する大規模殻模型計算を行った。これらのうち、中性子数が奇数の同位体では、$$9/2^+_1$$状態の励起エネルギーが中性子数に対して急激に下がってくるという興味深い現象が知られており、そのメカニズムに興味が持たれている。本研究では既存の有効相互作用の組み合わせに最小限の修正を施したものを用いて、非自然パリティ高スピン状態を系統的に計算した。その結果、$$33/2^+$$までの高スピン状態の励起エネルギーを非常によく再現することに成功した。この計算で得られた波動関数を解析し、変形を調べたところ、従来指摘されていたようなオブレート変形は見られず、基本的にはプロレート変形が支配していることがわかった。また、$$9/2^+_1$$状態が急激に下がるのは、これまで考えられていたような中性子の$$g_{9/2}$$軌道の変化によるものではなく、中性子数が増大することによってフェルミ面が上昇するためであることがわかった。

We perform large-scale shell-model calculations for unnatural-parity high-spin states in neutron-rich Cr and Fe isotopes with $$N$$ = 31-35. The excitation energies of the $$9/2^+_1$$ states for those odd-mass nuclei sharply decrease with the neutron number, which attracts much interest. In this study, we calculate those unnatural-parity states systematically using an effective interaction comprised of existing ones plus minimal modifications. The calculated energy levels excellently agree with experimental data. The deformations of those isotopes are analysed by using the wave functions obtained by the shell-model calculations. We show that prolate deformation dominates this region, contrary to the previous suggestion based on the $$9/2^+_1$$ isomeric level. It is demonstrated that the sharp decrease of the $$9/2^+_1$$ levels occurs due to the rising of the Fermi surface, but not due to the evolution of the $$g_{9/2}$$ single-particle level as suggested previously.

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パーセンタイル:18.12

分野:Physics, Nuclear

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