WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 21 |

«НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ имени Д.В. СКОБЕЛЬЦЫНА Исследования по ядерной и атомной физике на циклотронах НИИЯФ МГУ Университетская книга Москва ...»

-- [ Страница 8 ] --

В заключение можно сформулировать основные результаты проведенного цикла экспериментальных и теоретических исследований:

1. Обнаружено новое физическое явление – дополнительная временная задержка процесса вынужденного деления тяжелых ядер по сравнению с длительностью их распада по любому другому каналу.

2. Показано, что природа этой задержки связана с временем жизни возбужденных состояний делящегося ядра во второй потенциальной яме.

дополнительной временной задержки.

4. Созданы методики анализа дополнительной временной задержки, позволяющие получать неизвестную ранее информацию о статистических (параметры двугорбого барьера деления), статических (симметрия формы ядра) и динамических (ядерная вязкость) характеристиках возбужденных сильно деформированных ядер.

симметрии формы ядра в возбужденных состояниях второй потенциальной ямы.

ЛИТЕРАТУРА

1. А.Ф. Тулинов. Доклады АН СССР. 1965. Т. 162. с. 546.

2. V.M. Strutinsky. Nuclear Physics A. 1967. V. 95. р. 420.

3. J.E. Lynn, S. Bjrnholm. Review of Modern Physics. 1980. V.

4. V.M. Strutinsky, S. Bjrnholm. Nuclear Physics A. 1969. V. 136.

5. O.А. Юминов. Материалы XIV Всесоюзного Совещания по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами.

Москва. 1984. Изд-во МГУ. 1985. с. 68.

6. O.A. Yuminov, S.Yu. Platonov, O.V. Fotina et al. Journal of Physics G: Nuclear Particle Physics. 1995. V. 21. p. 1243.

7. Д.О. Еременко, С.Ю. Платонов, О.В. Фотина, О.А. Юминов.

Ядерная физика. 1998. Т. 61. с. 773.

8. В.О. Кордюкевич, В.И. Кузнецов, Ю.Д. Отставнов, Н.Н.

Смирнов. Атомная энергия. 1977. Т. 42. с. 131.

9. В.О. Кордюкевич, В.И. Кузнецов, М.В. Разуменко, О.А.

Юминов. Радиохимия. 1989. Т. 31. с. 147.

10. S.Yu. Platonov, O.V. Fotina, O.A. Yuminov. Nuclear Physics A.

1989. V. 503. р. 461.

11. А.В. Игнатюк. Статистические свойства возбужденных атомных ядер. М.: Энергоатомиздат. 1983.

12. М.Х. Эсламизадех, В.А. Дроздов, Д.О. Еременко и др.

Вестник МГУ. Серия Физика. Астрономия. 2008. Т. 63. № 1.

НОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ

ОРИЕНТИРОВАННЫХ ЯДЕРНЫХ СИСТЕМАХ

Л.И. Галанина, Н.С. Зеленская, В.М. Лебедев, А.В. Спасский Ядерная система, образованная в результате ядерных реакций, может стать ориентированной, даже если в начальной системе спиновые состояния заселены равномерно. Однако непосредственное проведение поляризационных экспериментов весьма трудоемко, а в ряде случаев и неосуществимо. Оказалось, что иногда ориентационные характеристики системы удобнее получить на основе спиновой матрицы плотности [1] конечного ядра.

И.Б. Тепловым и его учениками был предложен, теоретически обоснован и реализован метод восстановления спиновой матрицы плотности ядра — продукта ядерной реакции в возбужденном состоянии. Метод основан на измерении функции угловой корреляции (ФУК) вылетающих частиц у и -излучения, снимающего возбуждение ядра, в различных плоскостях относительно плоскости реакции [2].

Экспериментально метод был реализован на циклотроне НИИЯФ МГУ при исследовании угловых корреляций частица–квант в реакциях A(x,y)B с протонами, дейтронами, ионами 3Не и - частицами, ускоренными до энергий 7,5 МэВ/нуклон. Некоторые данные об исследованных реакциях приведены в таблице.

Таблица. Реакции, исследованные на циклотроне НИИЯФ МГУ (в порядке увеличения атомного числа конечного ядра)

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Схема экспериментальной установки с камерой рассеяния и детекторами для регистрации совпадений частица–-квант представлена на рис. 1. В связи с тем, что для получения хорошей статистики эксперимента требуются относительно длительные экспозиции, использовалась могодетекторная система и аппаратура с высокой стабильностью.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1- мишень, 2- камера рассеяния, 3- цилиндр Фарадея, 4 – интегратор тока, 5- ионопровод с коллимирующими сменными щелями, 6 - -детекторы, 7 – телескопы (Е – Е) детекторов Был также создан измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) с разработкой всего программного обеспечения, который включает несколько уровней первичного анализа:

• аналоговую и быструю цифровую обработку полученных сигналов (на базе крейтов КАМАК, автономного процессора 131А, процессора Simens CS167);

• формирование массивов, последующую обработку и фильтрацию данных; визуализацию, управление экспериментом и подготовку отчетов.

Схема ИВК приведена на рис. 2. Он позволяет осуществлять регистрацию частиц шестью Е-Е телескопами заряженных частиц и четырьмя детекторами гамма-квантов. В ИВК копятся энергетические и временные спектры всех детекторов, а также спектры совпадений для всех комбинаций детекторов заряженных частиц и гамма-детекторов. Управление параметрами эксперимента осуществляется дистанционно с компьютера. Непрерывно ведется регистрация интенсивности пучка, загрузок по всем каналам и других служебных параметров. Это позволяет свести к минимуму влияние нестабильности работы компонентов ИВК и циклотрона на систематические ошибки эксперимента.



Рис. 2. Схема ИВК. Структурные блоки производят следующие операции:

1) К1 – усиление сигналов, 2) К2 – вырабатывает смешанные сигналы с E- и детекторов, время-амплитудного конвертора, управляет параметрами эксперимента (усиления, пороги, задержки и т.д.), 3) К3 – накопление спектров и передача их в компьютер PC1. Д – монитор ручного управления параметрами эксперимента, Q – сигнал интегратора тока пучка Функция угловой у–-корреляции определяется соотношением [2-4]:

где тензоры Ak ( J *, y ) (0 k 2J*) пропорциональны спинтензорам матрицы плотности. При измерении ФУК в одной плоскости определяется [(2J*+1) - 2] связей, наложенных на Ak ( J *, y ) (с учетом непрерывности ФУК в полюсах). Для того чтобы найти все спин-тензоры матрицы плотности ядра в состояJ* nmin ( J * + 1) 2 2 /( 2 J * 1) плоскостях, а с полуцелым J* – в nmin Для восстановления спин-тензоров матрицы плотности из экспериментальных ФУК W ( y, ) в реакции А(х, у)В решается переопределенная система линейных уравнений (1) относительно компонентов Ak(J*, у) методом наименьших квадратов. В частности, в случае образования четно-четного ядра В* в состоянии 2+ и чистого Е2-перехода измеренные в трех плоскостях ФУК позволяют восстановить все девять компонентов спин-тензоров матрицы плотности этого ядра.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА СПИНТЕНЗОРОВ МАТРИЦЫ ПЛОТНОСТИ

Для теоретического анализа определенных в эксперименте спин- тензоров матрицы плотности ядер-продуктов ядерных реакций был разработан последовательный метод искаженных волн с учетом конечного радиуса взаимодействия частиц (МИВОКОР) [5]. Метод основан на эффективном синтезе аппарата интегральных уравнений для системы 3-х тел и моделей, учитывающих кластерную структуру ядер. МИВОКОР позволяет рассчитать вклады четырех механизмов, возможных в задаче трех тел, их интерференцию и получить сечение ядерной реакции как сумму сечений прямых и обменных процессов. Для практической реализации МИВОКОР был создан уникальный программный комплекс OLYMP [6].

Помимо МИВОКОР, для обработки эксперимента привлекались метод связанных каналов (МСК) [7] и статистическая модель [8].

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И СРАВНЕНИЕ ИХ С

ТЕОРЕТИЧЕСКИМИ ПРЕДСКАЗАНИЯМИ

Продемонстрируем результаты сравнения экспериментальных спин-тензоров с расчетными на нескольких примерах.

На рис. 3 представлены угловые зависимости спинтензоров, полученные при неупругом рассеянии -частиц с энергией 30 МэВ на ядре Сс спин-тензорных компонентов ядра 12С (2+) [8]. Точки – эксперимент. Кривые: штрихпунктир – расчет по МИВОКОР; штрихопорядка к МИВОКОР.

вая – по методу связанных каналов, сплошная – их сумма было установлено различие в угловых зависимостях компонентов спин-тензоров одного и того же ядра, образованного различными способами, в частности, резкие осцилляции Ak() для неупругого рассеяния -частиц и относительно сглаженное поведение Ak(у) для реакций. Такая зависимость нашла адекватное объяснение в МИВОКОР: спин-тензорные компоненты чувствительны не только к механизму реакции, но и к структуре ядер. Их поведение определяется законами сохранения моментов количества движения и эффектами отдачи, наиболее существенными в реакциях со сложными частицами на легких ядрах.

Be [9] (б). Кривые: а -сплошные – орбитального взаимодействия и механизма срыва по МИВОКОР; точечные – вклад МCK; б- сплошные – расчет по МСК, точечная – расчет для механизма срыва по подуровней ядра описываются в МСК только при учете спин-орбитального взаимодействия). Заселенности ядра Ве не могут быть описаны простым механизмом срыва протона, но хорошо воспроизводятся в рамках метода связанных каналов с положительной деформацией этого ядра.

Нами впервые определены тензоры ориентации различных мультипольных моментов, характеризующих данное состояние ядра: квадрупольного, гексадекупольного и т.д. Оказалось, что эти тензорные величины чувствительны к знаку статической деформации ядра. На рис. 5 показаны тензоры ориентации квадрупольного момента ядра 10Ве в состоянии 2+ [10].

Видно, что при отрицательной деформации расхождение теории с экспериментом носит принципиальный характер.

Наконец, в рамках «полного опыта» была определена новая характеристика возбужденного ориентированного ядра – его динамическая деформация как поверхность, описываемая полным спином J* [2].

Оказалось, что динамическая деформация зависит как от механизма реакции, так и от спиновых характеристик ядер. Только при квадрупольного момента ядра малых углах вылета конечных кривые – расчет по МСК для положительной (сплошная) и отричастиц, когда переданный ядру цательной (точечная) статической деформации импульс мал, динамическая деформация ядра близка к статической. При других углах вылета частиц ее форма заранее неочевидна (рис. 6). Если выстроенное ядро образуется в ядерной реакции, в которой возможно несколько значений спинов канала, переданных орбитальных моментов, наблюдается тенденция сглаживания формы Рис. 6. Динамическая деформация ядра 12С(2+), образованного в неупругом рассеянии альфа-частиц с E = 30 МэВ для углов передней (а) и задней (б) полусферы поверхности динамической деформации и приближения ее к сфероидальной. Последнее обстоятельство позволяет понять, почему легкие ядра в ядерных реакциях в большинстве случаев выступают как сферические, а не как деформированные системы.

Итак, рассмотренный метод на основе измерения ФУК позволил получить спиновые компоненты матрицы плотности ряда легких ядер в возбужденных состояниях, образованных в различных реакциях. На их основе без проведения дополнительных экспериментов («полный опыт») получены такие характеристики ориентированных ядер, как заселенности магнитных подуровней, тензоры ориентации различных моментов и динамическая деформация ядра. Оказалось, что эти величины чувствительны к знаку статической деформации, а форма динамической деформации отличается от статической. Предложенный метод исследования ориентированных ядер и полученные с его помощью результаты выходят за рамки физики ядерных реакций с легкими частицами умеренных энергий. Аналогичные подходы применимы в физике тяжелых ионов, создании банков ядерных данных и в других задачах фундаментальной и прикладной ядерной физики.

ЛИТЕРАТУРА

1. Блум К. Теория матрицы плотности и ее приложения (пер. с англ.). М.: Мир, 1983. 248 с.



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 21 |