基于原子核密度的核电荷半径新关系

摘要

日收到;日从核质量出发系统地研究核电荷半径,进而得到核电荷半径的计算值和预言值.运用AME2020数据库结合CR2013数据库得到已知质量且已知半径的原子核(Z,N≥8)884个,计算得到884个原子核密度.研究原子核密度得到常参数经验公式,利用此经验公式结合AME2020数据库得到核电荷半径的计算值与实验值之间的均方根误差s=0.093 fm.考虑到中子数对原子核密度的影响,添加了中子因子1/N进行修正,均方根误差减少为0.047 fm.再添加中子壳层效应进行修正,均方根误差减小至0.034 fm.基于修正后的经验公式结合AME2020数据库得到Z,N≥8的1573个核电荷半径预言值,其中一些预言值与近些年测得实验值的对比结果说明利用此关系得到的预言值具有一定的意义.此外,剔除一些特殊的壳层后,剩余791个核电荷半径常参数经验公式计算值的均方根误差为s=0.063 fm,修正后降至s=0.032 fm.研究结果表明本文提出的核电荷半径关系具有一定的简便性和可靠性,可以与A^(1/3)律和Z^(1/3)律修正后的全局核电荷半径关系相媲美.最后,本文又引入Levenberg-Marquardt(L-M)算法训练前馈神经网络分别对884和791个原子核密度进行建模计算,均方根误差分别为0.018 fm和0.014 fm,比修正后经验公式的误差减小约50%,得到的预言值与近几年测得的实验值也较接近.