Progress on evolution of N=8 shell around the light proton drip line

远离$\beta$稳定线原子核壳结构的演化一直是放射性核束物理研究的前沿方向之一. 近期, 北京大学实验核物理研究团队利用美国密歇根州立大学国家超导回旋加速器实验室的放射性束流装置提供的$^{20}\rm~Mg$次级束, 开展了对质子滴线区Na、Mg和Al同位素的能级结构及$N=8$壳演化的研究. 实验上确定了$^{18}\rm~Na$的基态质量, 通过单中子分离能之差的系统学讨论了质子滴线区Na同位素中$N=8$中子闭壳的稳定性. 首次观察到了新核素$^{18}\rm~Mg$, 确定了其基态和$2^+_1$态, 指认了$^{19}\rm~Mg$的$1/2^+_1$态, 区分开了$^{20}\rm~Mg$的$4^+_1$与$2^+_2$态. $^{20}\rm~Mg$的$R_{42}$接近简谐振子的预期值, 表明$^{20}\rm~Mg$的形状为球形或仅具有较小的形变, 排除了$^{20}\rm~Mg$中存在形变驱动的$N=8$壳减弱的可能性. 通过轻质量区能级结构的系统学分析, 表明质子滴线区Mg同位素中$N=8$闭壳的存在, 并通过价质子激发模式的差异解释了$^{18}\rm~Mg$的$2^+_1$态激发能反常高于$^{20}\rm~Mg$中$2^+_1$态的原因. 通过三质子衰变过程研究了$^{21}\rm~Al$的能级结构, 指认了看到的首个共振态的自旋宇称. 通过$Z(N)$ = 13同位素(同中子素)的$5/2^+$基态与最低的$3/2^+$激发态的能量差系统学, ?魇玖?$^{21}\rm~Al$的半幻特性.