核科学是一门由基础科学、技术科学及工程科学组成的综合性很强的尖端学科，它是国家科技水平和综合国力的标志，并已成为人类社会发展中不可或缺的重要组成部分。正如国家中长期科技发展规划指出：“从微观和宇观两个极端层次和尺度上对自然规律的探索孕育着重大的科学突破，并有可能带来一次新的科学革命。”核科学作为微观科学的最前沿领域之一，在国际范围内始终保持着旺盛的生命力。
原子核的微观结构研究是核物理研究的中心问题，通过测量原子核发射的各种射线来研究原子核内部的微观结构是当前国际上通用的研究方法。这样的研究可以加深对原子核在各种极端条件下的稳定性、对称性、以及核内基本相互作用的认识，从而能够帮助我们更好地认识自然界，并应用核科学与技术为人类福祉服务。
The Angular Momentum World of the Nucleus
(图片出自https://www.researchgate.net/figure/Picture-of-the-angular-momentum-world-of-the-atomic-nucleus-from-the-Gammasphere-booklet_fig1_258266002)
核物理交叉科学研究中心团队在原子核精细谱学的实验和理论方面开展研究工作。实验方面，主要是在国内外大型核科学装置上开展在束伽马谱学实验，离线数据处理和物理分析在山东大学完成。从2008年开始，我们在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器国家实验室、南非iThemba国家实验室和美国Argonne国家实验室等大科学装置上，进行了一系列在束伽马谱学实验。研究了近30个原子核的能级结构，这些研究主要集中在核素图中质量数约为80和110的核区。理论方面，主要是基于协变密度泛函理论、粒子转子模型和倾斜推转理论等描述实验结果，研究奇特核现象的规律和成因。很多代表性成果的取得正是得益于实验和理论的密切配合。
【代表性成果】
l 发现新的手性核区和最轻的手性原子核：首次发现80核区78,80Br为手性原子核，从而80核区成为完全由中国人主导并发现的手性核区。目前我们发现的80核区与美国科学家牵头发现的100，130和190核区，并称为目前已知的四大手征对称性核区。[详见The first candidate for chiral nuclei in the A similar to 80 mass region, Phys. Lett. B 703 (1), 40-45 (2011)]
目前已知的四大手征核区
l 发现了原子核中手性和空间反射对称性的联立自发破缺：通过重离子熔合蒸发反应，利用在束伽玛符合测量、带电粒子符合、线性极化测量等实验手段，在78Br中首次观测到了多重手征带以及它们之间八极关联的证据，表明原子核中存在手征对称性和空间反射对称性的联立自发破缺。开辟了原子核手征对称性与核内其他对称性相互作用研究的先河。文章发表在物理类顶级刊物《Physical Review Letters》，并被遴选为封面文章。这是核物理领域，中国学者在该刊发表的首篇封面文章。[详见Evidence for Octupole Correlations in Multiple Chiral Doublet Bands, Phys. Rev. Lett. 116, 112501 (2016)]。
(右图出自J.Meng and S.Q.Zhang,J.Phys.G37,064025(2010))
空间反射对称性和手征对称性示意图
78Br工作并被遴选为《Physical Review Letters》封面文章
l 发现并命名了原子核一种新的运动模式—订书机模式：在115In 高自旋态的实验探索中发现一个完全由磁偶极跃迁连接的转动带结构，基于实验特征与协变密度泛函理论的倾斜轴推转模型计算，给出该转动带的角动量耦合图像。计算显示这种角动量的耦合模式不同于我们通常熟悉的电转动和磁转动带，图像上非常类似于一个正在工作的订书机，因为我们将其命名为“订书机带”。这是首次在核系统中提出该运动模式，其揭示出了原子核电转动向磁转动过渡的临界状态[详见High-spin states and possible "stapler" band in 115In, Phys. Rev. C. 91, 044303 (2015)]。
协变密度泛函理论给出的115In中订书机模式示意图
l 预言了原子核的“雨伞”模式：利用协变密度泛函理论微观自洽地计算了原子核101,102,103,104Pd中的候选反磁转动带，给出的角动量耦合图像清晰的展现出了四把剪刀闭合的反磁转动图像，这从物理图像上非常类似于一把正在收拢的雨伞。同时，研究也表明可以存在六把剪刀闭合的反磁转动模式。我们将这几种多剪刀闭合模式命名为“类雨伞”模式。[详见Possible “umbrella”-like antimagnetic rotation mode in odd-A 101,103Pd and even-even 102,104Pd, Phys. Rev. C 97, 024335 (2018)]。
101,102,103,104Pd中类雨伞模式(a,b, c, 和d)的角动量耦合示意图
