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许甫荣教授团队发展了第一性原理的多体微扰理论框架下的复动量空间有效算符理论，首次将共振与连续态耦合包含在价空间有效算符的计算中，能自洽地描述滴线区不稳定原子核的能谱、β衰变及其它可观测量。
第一性原理计算是当前核物理基础研究的前沿热点之一，应用第一性原理描述滴线区不稳定原子核的各种可观测量是一个极具挑战性的问题。许甫荣教授团队一直致力于原子核的第一性原理计算研究，在描述弱束缚原子核结构与衰变，特别是共振态性质等方面取得了一系列重要成果。在此基础上，团队继续发展他们自己开创的第一性原理理论，把复空间第一性原理理论扩展到描述β衰变、电磁跃迁等其它衰变过程。经过多年努力，团队成功地将价空间有效算符从实能量空间扩展到复能量空间，成功地自洽解释了β衰变中的同位旋对称性破缺问题。
作为首个工作，从含三体力的手征有效场论核力出发，计算研究了22Si和22O这对镜像核β衰变到22Al和22F的Gamow-Teller (GT)跃迁矩阵元和两个子核的能谱，计算结果和实验相符合。GT跃迁的结果重现了实验上发现的同位旋对称性破缺，连续态效应在其中起到关键作用。然后系统地研究了A≈20原子核的GT跃迁，给出了很好的描述。本工作给出了一个能够自洽描述滴线区原子核能量及其它可观测量的第一性原理方法，提升了计算研究滴线区原子核的能力。
图1.计算的A≈20原子核Gamow-Teller跃迁矩阵元，并与实验值比较。
2023年9月6日，许甫荣团队的该项工作以“Complex valence-space effective operators for observables: The Gamow-Teller transition”为题，以快报（Letter）形式发表于《物理评论C》（Physical Review C）。北京大学物理学院博士研究生许志成为论文第一作者，北京大学物理学院许甫荣教授为论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金、核物理与核技术国家重点实验室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/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.108.L031301
