Механізми пружних і квазіпружних ядерних процесів за участю нуклонів і легких ядер проміжних енергій в s-матричному підході

У підрозділі 4.4 розглянуто застосування ТБДР з врахуванням ізоспінової залежності NN-амплітуд і спін-орбітальної взаємодії для опису процесів перезарядки нуклонів на ядрах в області достатньо високих енергій. На основі такого підходу здобуто нові вирази для амплітуд квазіпружної реакції (p,n) із збудженням ізобаричного аналога основного стану ядра мішені та для пружного протон-ядерного розсіяння, які враховують багаторазові перезарядки налітаючої частинки на нуклонах ядра. За допомогою цих виразів проведені чисельні розрахунки диференціальних перерізів, поляризацій та функцій повороту спіну для квазіпружної реакції (p,n), а також пружного розсіяння протонів на ядрах 54Fe і 208Pb при енергії 800 МеВ. При цьому були використані хартрі-фоківські нуклонні густини ядер мішені, розраховані з ефективною взаємодією Скірма типу SK1, і нуклон-нуклонні амплітуди, визначені з двох різних варіантів фазового аналізу. В результаті виконаних розрахунків передбачені поведінка та порядок величини перерізу та поведінка поляризаційних спостережуваних для реакції перезарядки (p,n) на ядрах у розглядуваній області енергій. Розраховані для квазіпружної реакції (p,n) величини як функції кута розсіяння мають осцилюючий дифракційний характер. При цьому дифракційні осциляції поляризаційних спостережуваних для реакції перезарядки виражені значно сильніше, ніж у пружному розсіянні. Характерною рисою поляризації у випадку реакції (p,n) є те, що у розглянутому інтервалі не дуже великих кутів розсіяння вона є помітно зсунутою до області своїх від'ємних значень, тоді як у відповідних випадках пружного розсіяння поляризація протонів набуває тільки додатних значень. Слід також відзначити, що при малих кутах розсіяння поляризація та функція повороту спіну в реакції перезарядки на відміну від поведінки цих величин у пружному розсіянні демонструють приблизно лінійне зменшення від нуля в область від'ємних значень. Виявлено, що на відміну від спостережуваних у пружному розсіянні використання двох різних варіантів NN-амплітуд приводить до деяких відмінностей у розрахованих спостережуваних для реакції (p,n): дещо різняться величини знайдених перерізів, також є певні невеликі відмінності в поляризаціях, тоді як функції повороту спіну дуже близьки для обох варіантів розрахунків. Хоча згадані відмінності свідчать про необхідність більш точного визначення NN-амплітуд, все ж результати обох варіантів розрахунків загалом узгоджуються між собою. Вивчено поведінку ізоспінової частини розрахованої на основі ТБДР матриці розсіяння.

У висновках наведено основні результати, здобуті в дисертаційній роботі.

ВИСНОВКИ

1. Для опису ефекту ядерної райдуги у диференціальних перерізах пружного розсіяння легких ядер атомними ядрами при енергіях E25-30 Мев/нуклон запропоновано S-матричний підхід, що базується на визначенні ядерної фази розсіяння у формі розкладання за повним набором функцій, і за його допомогою проведено аналіз великої кількості експериментально виміряних диференціальних перерізів розглядуваних процесів і здобуто інформацію про ядерні параметри та квантові функції відхилення.

2. За допомогою розробленого S-матричного підходу та результатів аналізу пружного розсіяння описано ефект ядерної райдуги у кутових розподілах непружного розсіяння легких іонів. На основі аналогічного підходу з врахуванням ізоспінової залежності матриці розсіяння передбачено існування рефракційних ефектів типу ядерної райдуги у диференціальному перерізі квазіпружної реакції перезарядки (3He,3H) при енергіях E25-30 Мев/нуклон.

3. Запропоновано оригінальну феноменологічну шестипараметричну модель матриці розсіяння, що дозволяє описувати як дифракційні картини ядерного розсіяння, так і рефракційні ефекти - ефект ядерної райдуги та фраунгоферівські перетини різного типу.

4. Запропоновано новий варіант розкладу амплітуд ядерного розсіяння на ближню і дальню складові (N/F-аналіз), який дозволяє усунути певні фіктивні внески, що існують у стандартній процедурі розкладу.

5. На основі нової S-матричної моделі та запропонованого варіанта N/F-аналізу вивчено велику кількість експериментально виміряних диференціальних перерізів пружного розсіяння як легких іонів 3He і 4He, так і більш важких ядер. Доведено, що розроблена модель добре описує різноманітні картини розсіяння легких та важких іонів ядрами у широкому діапазоні енергій, кутів розсіяння та масових чисел ядер мішени. Проведено порівняння цієї моделі з оптичною моделлю.

6. Запропоновано узагальнення розробленої раніше S-матричної моделі для аналізу рефракційних ефектів у кутових розподілах пружного розсіяння ядер близько та нижче критичної енергії ядерної райдуги шляхом врахування полюсів Редже, розташованих біля дійсної осі в комплексній площині моменту. Вивчено вплив врахування таких полюсів на диференціальні перерізи розсіяння -частинок у цій області енергій та розсіяння 16O-16O при 350 МеВ.

7. Розроблено -кластерну модель з дисперсією для ядра 12C, параметри якої визначено з аналізу зарядового формфактора ядра вуглецю. На основі такої моделі ядра 12C та ТБДР частинок на -кластерах здобуто вирази для амплітуд розсіяння нуклонів ядрами 12C з врахуванням спін-орбітальної взаємодії, а також для амплітуди пружного розсіяння _12C. Проведено розрахунки диференціальних перерізів і поляризаційних спостережуваних у пружному розсіянні p-12C при енергіях 1000, 800, 398 і 200 МеВ, результати яких узгоджуються з експериментальними даними. Також проведено розрахунки диференціальних перерізів пружного розсіяння -_12C при кількох енергіях в області -резонансу. Розраховані перерізи узгоджуються з виміряними.

8. На основі -кластерної моделі з дисперсією проведено аналіз диференціального перерізу пружного розсіяння антипротонів з енергією 179 МеВ ядрами 12C, з якого визначено параметри - амплітуди. Розраховано поляризацію та функцію повороту спіну в пружному розсіянні -12C, що дозволило передбачити поведінку цих величин при розглядуваному значенні енергії антипротонів. Також передбачено спостережувані для пружного -4He розсіяння.

9. Проведено розрахунки диференціальних перерізів та поляризаційних спостережуваних для пружного і непружного розсіяння p-12C при енергіях 398 і 800 МеВ на основі ТБДР і моделі незалежних нуклонів з використанням нуклонної густини, знайденої з -кластерної моделі з дисперсією, або безмодельної ядерної густини та pN-амплітуд, знайдених з результатів фазового аналізу. Для пружного розсіяння проведено порівняння з розрахунками на основі -кластерної моделі з дисперсією і ТБДР на -кластерах, яке свідчить, що розрахунки з врахуванням нуклонних кореляцій -кластерного типу краще описують експериментальні дані при не дуже малих кутах, ніж розрахунки за моделлю незалежних нуклонів, причому в функціях повороту спіну спостерігаються навіть якісні відміни.

10. На основі ТБДР на нуклонах ядра здобуто нові вирази для амплітуди непружного розсіяння протонів із збудженням у безспінових ядрах мішені станів природної парності з врахуванням спін-орбітальної взаємодії, в яких точно враховано Z-упорядкування спінових операторів, відміни між протон-нейтронною і протон-протонною амплітудами та між нейтронною і протонною густинами, а також не застосовуються спрощення моделі, що звичайно притаманні розрахункам за ТБДР.

11. На основі ТБДР з врахуванням двочастинкових нуклонних кореляцій, пов'язаних з проміжними збудженнями ядер, та короткодіючих кореляцій типу відштовхування здобуто нові вирази для амплітуд пружного протон-ядерного розсіяння, що містять також спін-орбітальну взаємодію. Проведені розрахунки диференціальних перерізів, поляризацій та функцій повороту спіну для пружного розсіяння протонів з енергією 800 МеВ на ядрах 40Ca, 54Fe і 208Pb з використанням pN-амплітуд, визначених з результатів фазового аналізу, та різних хартрі-фоківських або безмодельних ядерних густин. При цьому враховувалася значна кількість проміжних збуджень для нижчих значень мультипольності переходу, а також короткодіючі кореляції. Виявлено, що врахування проміжних збуджень виявляється суттєвим при досить великих кутах розсіяння і покращує опис експериментальних даних. Вплив короткодіючих кореляцій найбільш помітний в області досить великих кутів для функції повороту спіну.

12. На основі ТБДР з врахуванням ізоспінової залежності нуклон-нуклонних амплітуд і спін-орбітальної взаємодії здобуто нові вирази для амплітуд квазіпружної реакції перезарядки та пружного розсіяння нуклонів на ядрах, які враховують багаторазові перезарядки налітаючої частинки на нуклонах ядра. Проведено розрахунки диференціальних перерізів, поляризацій та функцій повороту спіну для квазіпружної реакції (p,n) на ядрах 54Fe і 208Pb при енергії 800 МеВ із застосуванням нуклон-нуклонних амплітуд, визначених з розв'язків фазового аналізу, та хартрі-фоківських ядерних густин. В результаті передбачено поведінку та порядок величини перерізу і поведінку поляризаційних спостережуваних для реакції перезарядки (p,n) на ядрах у розглядуваній області енергій. Вивчено поведінку ізоспінової частини розрахованої в такому підході матриці розсіяння.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО В ТАКИХ СТАТТЯХ

1. Pilipenko V.V. 16O-16O elastic scattering at 350 MeV and pole structure of the S-matrix// Mod.Phys.Letters A.- 1998.- V. 13, No 3.- P. 211-217.

2. Пилипенко В.В. Упругое рассеяние ядер 6Li ядрами и S-матричный подход// Ядерная физика.- 1998.- Т. 61, №3.- С.467-471.

3. Пилипенко В.В. Ефект ядерної райдуги і нова параметризація матриці розсіяння// ДАН УРСР. Сер. А.- 1989.- N 1.- С. 65-68.

4. Pilipenko V.V. Phenomenological S-matrix approach to study of the 6Li scattering by nuclei// Журнал фізичних досліджень.- 1998.- Т.2, №3.- С. 290-295.

5. Пилипенко В.В. Квазиупругие нуклон-ядерные процессы в теории многократного дифракционного рассеяния// Вісник Харківського державного університету. Серія фізична “Ядра, частинки, поля”.- 1998.- № 421.- С. 27-32.

6. Berezhnoy Yu.A., Pilipenko V.V. Analysis of refraction effects in nuclear scattering on the basis of the S-matrix approach// Mod. Phys. Letters A.-1995.- V. 10, N 31.- P. 2305-2312.

7. Berezhnoy Yu.A., Pilipenko V.V. S-matrix approach for description of refraction and absorption effects in 9Be elastic scattering// Heavy Ion Physics.- 1996.- V. 3, No 1.- P. 249-259.

8. Berezhnoy Yu.A., Pilipenko V.V. Rainbow scattering in quasi-elastic nuclear reactions// J. Phys. G.: Nucl.Phys.- 1985.- V. 11, No 10.- P. 1161-1174.

9. Бережной Ю.А., Пилипенко В.В. Затухание осцилляций в сечениях квазиупругих ядерных процессов с участием легких ионов// ДАН УССР. Сер. А.- 1984.- N 5.- С. 52-54.

10. Бережной Ю.А., Пилипенко В.В. Анализ рассеяния легких ядер ядрами в S-матричном подходе// Известия РАН, сер. физическая.- 1995.- Т. 59, № 3.- С. 197-205.

11. Бережной Ю.А., Пилипенко В.В. Анализ сечений упругого рассеяния ядер 9Be с энергией 158 МэВ ядрами// Известия РАН, сер. физическая.- 1996.- Т. 60, № 5.- С. 138-147.

12. Akhiezer A.I., Berezhnoy Yu.A., Pilipenko V.V. Nuclear Diffraction// Physics Reviews.- 1997.- V. 18, Part 3.- P. 1-148.

13. Berezhnoy Yu.A., Pilipenko V.V., Khomenko G.A. Polarisation in proton-carbon elastic scattering and the -particle model with dispersion// J.Phys.G.: Nucl.Phys.- 1984.- V. 10, No 1.- P. 63-74.

14. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P., Pilipenko V.V. Scattering of protons antiprotons and pions on 12C and 16O nuclei// Acta.Phys.Pol. B.- 1990.- V. 21, No 9.- P. 723-740.

15. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P., Pilipenko V.V. Elastic and inelastic proton multiple scattering on 12C and 16O nuclei// Mod.Phys.Lett. A.- 1991.- V. 6, No 9.- P. 775-780.

16. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P., Pilipenko V.V. The 200 and 398 MeV elastic scattering of protons on -cluster nuclei// Acta.Phys.Pol. B.- 1991.- V. 22, No 10.- P. 873-884.

17. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P., Pilipenko V.V. Elastic and inelastic intermediate-energy proton multiple scattering on 12C and 16O nuclei// J.Phys. G: Nucl.Part.Phys.- 1992.- V. 18, No 1.- P. 85-97.

18. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P., Pilipenko V.V. The antiproton-nucleus elastic scattering and the alpha-cluster model with dispersion// Z.Phys. A: Hadrons and Nuclei.- 1993.- V. 344, No 4.- P. 411-416.

19. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П., Пилипенко В.В. Рассеяние протонов и антипротонов ядрами 12C и 16O// Проблемы ядерной физики и космических лучей.- Харьков: Изд-во ХГУ, 1990.- Вып. 33.- С. 10-17.

20. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П., Пилипенко В.В. Упругое и неупругое рассеяние протонов промежуточных энергий ядрами углерода и кислорода// Ядерная физика.- 1992.- Т. 55, вып. 7.- С. 1885-1895.

21. Бережной Ю.А., Кузниченко А.В., Онищенко Г.М., Пилипенко В.В. Радужное рассеяние в ядерных столкновениях// ЭЧАЯ.- 1987.- Т. 18, Вып. 2.- С. 289-322.

Размещено на Allbest.ru