Поляризація продуктів ядерних реакцій за участю легких ядер в області проміжних енергій

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

ХАРКIВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНIВЕРСИТЕТ

Фiзика ядра, елементарних частинок i високих енергiй

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фiзико-математичних наук

Поляризація продуктів ядерних реакцій

за участю легких ядер

в області проміжних енергій

Сліпко Валерій Анатолійович

ХАРКIВ-1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському державному університеті

Міністерства освіти України.

Науковий керівник:

доктор фізико-математичних наук, професор

БЕРЕЖНОЙ Юрій Анатолійович,

Харкiвський державний унiверситет,

завідувач кафедри теоретичної ядерної фізики.

Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук,

МЕРЕНКОВ Микола Петрович,

Національний науковий центр “Харківський фізико-

технічний інститут” (ННЦ ХФТІ) НАН України,

провідний науковий співробітник;

кандидат фізико-математичних наук,

МОЛЕВ Олександр Сергійович,

Харкiвський державний унiверситет,

старший науковий співробітник.

Провідна установа:

Київський університет ім. Тараса Шевченка,

кафедра квантової теорії поля, м. Київ.

Захист відбудеться 19 листопада 1999 року о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.12 Харківського державного університету за адресою: 310108, м. Харків, пр. Курчатова, 31, ауд. 301.

З дисертацією можна ознайомитись у Центральній науковій бібліотеці Харківського державного університету за адресою: 310077, м. Харків, пл. Свободи, 4.

Автореферат розіслано “19” жовтня 1999 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Письменецький С.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальнiсть теми. Вивчення поляризаційних явищ в ядерних реакціях являє собою важливе джерело інформації про механізми ядерних реакцій і структуру атомних ядер. Тому проведення таких експериментальних і теоретичних досліджень широко проводиться в різних країнах. Щоб здобути повну інформацію про ядерний процес, треба знати поряд з диференціальним перерізом реакції також певні поляризаційні спостережувані, якщо частинки, що зіштовхуються мають відмінні від нуля спіни. Теоретичні розрахунки поляризаційних спостережуваних ядерних процесів вимагають досить точного знання механізмів ядерних зіткнень, тому що вони дуже чутливі до вибору різних параметрів, які характеризують розглядуваний процес.

Удосконалення експериментальної техніки, розробка джерел поляризованих частинок, поляризованих мішеней та точної детектуючої апаратури в останні десятиліття дало змогу виконувати прецизійні вимірювання поляризаційних спостережуваних в різноманітних ядерних реакціях. Такі експериментальні дослідження вимагають відповідних теоретичних розрахунків, щоб можна було проаналізувати експериментальні дані та визначити з такого аналізу цінну інформацію про структуру ядер і механізми розглядуваних процесів.

У зв'язку з цим принциповою задачею сучасної теоретичної ядерної фізики є розробка підходів, що дозволяють в єдиному формалізмі розглянути низку поляризаційних явищ. В області проміжних енергій основою для такого підходу є дифракційна теорія ядерних зіткнень, узагальнення якої для розрахунків поляризаційних спостережуваних ядерних реакцій без сумніву є важливою задачею, чим і обумовлена актуальність дисертаційної теми досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є частиною дослiджень, що проводилися за проектом № 2.4/416 "Теорiя взаємодiї легких ядер з ядрами" Державного Фонду фундаментальних дослiджень України i за темою "Теорiя багаточастинкових систем" (номер держреєстрацiї 0197U002489), яка виконувалась за координацiйним планом Мiнiстерства освiти України "Комплекснi дослiдження ядерних процесiв та створення на їх основi ядерно-фiзичних методiв для застосування в енергетицi i радiацiйнiй безпецi ядерних енергетичних установок i технологiй, радiацiйнiй модифiкацiї матерiалiв та екологiї".

Мета i задачi дослiдження. Метою дисертаційної роботи є узагальнення дифракційної теорії для опису диференціальних перерізів і поляризаційних спостережуваних для ядерних реакцій за участю дейтронів та ядер 3Н, 3Нe з врахуванням внутрішньої структури первісних ядер і спінових змінних частинок, що зіштовхуються.

У дисертаційній роботі проаналізовано поляризаційні явища в пружному розсіянні дейтронів ядрами, а також диференціальні перерізи, поляризації і функції повороту спіну в інклюзивних реакціях зриву за участю дейтронів та тринуклонних ядер.

Наукова новизна здобутих результатiв. У дисертації вперше здобуто вирази для диференціальних перерізів з врахуванням спінів і поляризаційних спостережуваних для інклюзивних реакцій передачі нуклонів за участю дейтронів і тринуклонних ядер, а також для дейтрон-ядерного пружного розсіяння в наближенні, характерному для дифракційної теорії.

Практичне значення здобутих результатiв. Здобуті в дисертації результати можуть бути застосовані для аналізу експериментально виміряних диференціальних перерізів і поляризаційних спостережуваних для розглядуваних процесів. З такого аналізу можна також дістати радіуси атомних ядер, значення розмиття ядерної поверхні, коефіцієнта поверхневого заломлення ядер і величини спін-орбітальної частини матриці розсіяння, які являють собою цінну інформацію про ядерну структуру. Узгодження виміряних і теоретично розрахованих величин може свідчити про правильність припущень щодо механізмів розглядуваних процесів.

Особистий внесок здобувача. Роботи [1-3], [5-7] опубліковано у співавторстві з науковим керівником. В роботах [4], [8] здобувач приймав участь у теоретичних розрахунках, проводив самостійно всі обчислення, приймав участь в обговоренні результатів і написанні наукових статей.

Апробацiя результатiв дисертацiї і публікації. Матерiали дисертацiї доповiдались на XLV (Санкт-Петербург, 1995р.), XLVI (Москва, 1996р.), XLVII (Обнінск, 1997р.) і XLIX (Дубна, 1999р.) Міжнародних нарадах з ядерної спектроскопії і структури атомного ядра, на наукових семінарах в ХДУ і ННЦ ХФТІ та опубліковані у 8-ми друкованих роботах.

Структура дисертацiї. Дисертацiйна робота складається iз вступу, чотирьох роздiлiв основного тексту з 49 рисунками i 1 таблицею, висновкiв i списку використаної лiтератури з 75 найменувань на 8 сторiнках. Загальний обсяг роботи - 130 сторiнок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступi обгрунтовується актуальнiсть теми дисертацiї, формулюється мета i задачi дослiдження, розглядається наукова новизна i практичне значення здобутих результатiв, подаються вiдомостi про апробацiю роботи i про структуру дисертацiї, стисло викладено змiст дисертацiйної роботи.

У першому розділі дисертації на основі дифракційної теорії розглянуті поляризаційні спостережувані для пружного розсіяння нуклонів і дейтронів проміжних енергій безспіновими ядрами.

У підрозділі 1.1 загальна параметризація матриці розсіяння застосовується для опису пружного розсіяння нуклонів безспіновими ядрами в широкому діапазоні енергій. Здобуто аналітичні вирази для повного набору спостережуваних у розглядуваному процесі, які містять диференціальний переріз, поляризацію і функцію повороту спіну (ФПС) пружно розсіяних нуклонів.

Аналіз експериментальних даних для пружного розсіяння протонів з енергіями 40, 185, 500 МеВ ядрами 208Pb і протонів з енергіями 500 МеВ ядрами 40Ca свідчить, що знайдені вирази для диференціального перерізу, поляризації і ФПС узгоджуються з експериментальними даними. Проведене фітирування експериментальних даних дозволило визначити параметри як центральної, так і спін-орбітальної частини нуклон-ядерної матриці розсіяння для розглядуваних енергій і ядер.

У підрозділі 1.2 знайдено вираз для амплітуди пружного дифракційного розсіяння дейтронів з урахуванням D-хвилі в хвильовій функції, яка описує основний стан дейтрона, і спін-орбітальної взаємодії нуклонів, що входять до складу дейтрона, з ядром-мішенню. Доведено інваріантність здобутої амплітуди розсіяння стосовно обернення часу і просторової інверсії.

У підрозділі 1.3 проведено аналіз спостережуваних для розсіяння дейтронів безспіновими атомними ядрами. Розглянуто повний набір незалежних поляризаційних характеристик, достатній для відновлення матриці амплітуд пружного дейтрон-ядерного розсіяння, який містить в формалізмі декартових спін-тензорів диференціальний переріз , векторну Ay і тензорні аналізуючи здатності Ayy , Azz , Axz , а також три коефіцієнти передачі поляризації , . поляризація атомне ядро дейтрон

Досліджено також повний набір спостережуваних в пружному розсіянні дейтронів безспіновими ядрами, визначений в формалізмі незвідних сферичних спін-тензорів, який містить крім диференціального перерізу чотири аналізуючи здатності i T11 , T20 , T21 , T22 і три коефіцієнти передачі поляризації i , i , . Здобуто співвідношення, які пов'язують повні набори поляризаційних спостережуваних в формалізмах декартових і незвідних сферичних спін-тензорів.

На основі розвинутої дифракційної теорії дейтрон-ядерної взаємодії з урахуванням спінів частинок проведено числові розрахунки повного набору спостережуваних в пружному розсіянні дейтронів з енергіями 80, 370, 1000 МеВ ядрами 208Pb (Рис. 1) і в пружному розсіянні дейтронів з енергіями 1000 МеВ ядрами 40Ca.

Знайдені поляризаційні характеристики розглядуваних реакцій не містять вільних параметрів, оскільки дейтрон-ядерна матриця розсіяння складається з нуклон-ядерних матриць розсіяння, параметри яких визначено фітируванням експериментальних даних для пружного розсіяння протонів з енергіями 40, 185, 500 МеВ ядрами 208Pb і для пружного розсіяння протонів з енергіями 500 МеВ ядрами 40Ca.

Доведено, що векторна аналізуюча здатність Ay в пружному розсіянні дейтронів з енергіями 80 МеВ ядрами 208Pb осцилює практично симетрично відносно свого нульового значення подібно до поляризації протонів з енергіями 40 МеВ у пружному розсіянні ядрами 208Pb. При енергії дейтронів 370 МеВ аналізуюча здатність Ay у пружному розсіянні дейтронів ядрами 208Pb осцилює, зсуваючись в область своїх додатних значень, тоді як для поляризації протонів з енергіями 185 МеВ у пружному розсіянні ядрами 208Pb ефект зсуву менше помітний. Осциляції векторної аналізуючої здатності Ay у пружному розсіянні дейтронів з енергіями 1000 МеВ ядрами 208Pb зсунуті в область своїх додатних значень. Подібна картина спостерігається для поляризації протонів з енергіями 500 МеВ, пружно розсіяних ядрами 208Pb. Якісна поведінка тензорної аналізуючої здатності Ayy у пружному розсіянні дейтронів ядрами 208Pb така ж сама, як і векторної аналізуючої здатності Ay для розглядуваних енергій. Для пружного розсіяння дейтронів ядрами 208Pb тензорна аналізуюча здатність Axz при енергіях 80 і 370 МеВ мала за абсолютною величиною, при енергії 1000 МеВ вона осцилює навколо свого нульового значення. Величина Azz в пружному розсіянні дейтронів ядрами 208Pb при енергії 80 МеВ містить осциляції, трохи зсунуті в область своїх додатних значень, при енергії 370 і 1000 МеВ спостерігаються практично симетричні осциляції Azz навколо свого нульового значення. Досліджено поведінку коефіцієнтів передачі поляризації , , які входять до повного набору поляризаційних спостережуваних в пружному розсіянні дейтронів з енергіями 80, 370, 1000 МеВ ядрами 208Pb. Диференціальні перерізи у розглядуваних процесах мають добре виражений дифракційний характер, аналогічний дифракції Фраунгофера в оптиці.

У другому розділі дисертації підхід, розвинутий в першому розділі, застосовано для аналізу поляризаційних спостережуваних в інклюзивній реакції дейтронного зриву (d,n).

У підрозділі 2.1 розглянуто амплітуду інклюзивної реакції (d,n) з урахуванням спін-орбітальної взаємодії нейтрона, що звільнюється, і ядра мішені. Знайдено загальні формули, які визначають центральну і спін-орбітальну частину амплітуди розглядуваного процесу.

У підрозділі 2.2 досліджуються поляризаційні характеристики нейтронів, які звільнюються в інклюзивній реакції дейтронного зриву. У наближенні мализни лінійних розмірів дейтрона і величини розмиття ядерної поверхні порівняно з лінійним розміром ядра-мішені здобуто аналітичні вирази для диференціального перерізу, а також для кутового розподілу, поляризації і ФПС нейтронів, які звільнюються в інклюзивній реакції дейтронного зриву, з врахуванням спін-орбітальної взаємодії, поверхневого заломлення і розмиття ядерної поверхні.

У підрозділі 2.3 застосовуючи знайдені аналітичні вирази, здобуто кутовий розподіл, поляризацію і ФПС для нейтронів, які звільнюються в інклюзивних реакціях 208Pb(d,n) при енергіях 80, 370, 1000 МеВ, а також для реакції 40Ca(d,n) при енергії дейтронів 1000 МеВ (Рис. 2). Доведено, що при енергії 80 МеВ поляризаційні характеристики реакції 208Pb(d,n) малі за абсолютними величинами і являють собою монотонно спадні функції кута вильоту нейтрона. При енергіях 370 МеВ і 1000 МеВ поляризації і ФПС містять мінімуми в області малих кутів, а при зростанні кута вильоту нейтрона ці величини змінюють свій знак. Кутові розподіли нейтронів характеризуються різкими максимумами в напрямку вперед, ширина якого зменшується, а висота збільшується при зростанні енергії дейтронів, що налітають.

Як і для розрахунків поляризаційних спостережуваних в пружному розсіянні дейтронів ядрами, використано параметри матриці розсіяння, знайдені фітируванням експериментальних даних для пружного розсіяння протонів ядрами 208Pb і 40Ca при енергії протонів, яка становить половину енергії первісних дейтронів. Отже, розраховані поляризаційні спостережувані для розглядуваних реакцій не містять вільних параметрів.

У третьому розділі дисертації досліджується поляризаційні характеристики нейтронів, які звільнюються в інклюзивній реакції двонуклонної передачі (3H,n) на основі підходу розвинутого для реакції дейтронного зриву.

У підрозділі 3.1 досліджується амплітуда інклюзивної реакції двонуклонної передачі (3H,n) з урахуванням спін-орбітальної взаємодії нейтрона, що звільнюється, і ядра мішені та внутрішньої структури ядер 3H. Знайдені вирази, які визначають центральну і спін-орбітальну частину амплітуди розглядуваного процесу.

У підрозділі 3.2 розраховано вираз для матриці густини спінових станів нейтронів, які звільнюються в кінцевому стані інклюзивної реакції двонуклонної передачі за участю тринуклонних ядер. Застосовуючи вираз для спінової матриці густини розглядуваної реакції, знайдені формули для поляризаційних характеристик нейтронів, що звільнюються в реакції (3H,n). У наближенні мализни лінійних розмірів тринуклонних ядер і величини розмиття ядерної поверхні з урахуванням спін-орбітальної взаємодії і поверхневого заломлення здобуто аналітичні вирази для диференціального перерізу розглядуваної реакції передачі нуклонів, а також кутового розподілу, поляризації і ФПС нейтронів, які звільнюються в інклюзивній реакції передачі (3H,n).

У підрозділі 3.3 розраховано кутовий розподіл, поляризацію і ФПС для нейтронів, які звільнюються в інклюзивних реакціях 208Pb(3H,n) при енергіях ядер 3H 120, 555, 1500 МеВ (Рис. 3), а також для реакції 40Ca(3H,n) при енергії 1500 МеВ. Для ядер 3H з енергіями 120 МеВ розраховані поляризаційні характеристики малі за абсолютною величиною. Вони являють собою монотонно спадні при зростанні кута вильоту нейтронів функції, причому ці спостережувані мають від`ємні знаки.

Доведено, що при енергіях 555, 1500 МеВ поляризація і ФПС характеризується мінімумами в області малих кутів, а при зростанні кута вильоту нейтронів ці величини змінюють знаки і стають додатними. Кутові розподіли нейтронів являють собою монотонно спадні функції кута вильоту нейтронів, які характеризуються різким максимумом в напрямку вперед (Рис.4).

Для розрахунків поляризаційних характеристик нейтронів, які звільнюються в розглядуваних реакціях двонуклонної передачі, використовувались параметри матриці розсіяння, знайдені фітируванням експериментальних даних для пружного розсіяння протонів ядрами 208Pb і 40Ca при енергії протонів, що становило одну третину енергії тринуклонних ядер 3H. Як і для реакції дейтронного зриву, розраховані таким методом поляризаційні спостережувані для реакції двонуклонної передачі (3H,n) не містять вільних параметрів.

У четвертому розділі дисертації на основі дифракційної теорії розглядується інклюзивна реакція однонуклонної передачі з урахуванням внутрішньої структури дейтрона, що звільнюється, первісного ядра 3H і розмиття ядерної поверхні.

У підрозділі 4.1 введено дифракційну амплітуду інклюзивної реакції (3H,d) і визначено загальну формулу для диференціального перерізу розглядуваної реакції. У наближенні мализни лінійних розмірів дейтрона, ядра 3H і величини розмиття ядерної поверхні здобуто вираз для диференціального перерізу реакції однонуклонної передачі (3H,d) з урахуванням розмиття ядерної поверхні.

У підрозділі 4.2 знайдено вирази для кутового і енергетичного розподілів дейтронів, що звільнюються в кінцевому стані реакції однонуклонної передачі (3H,d). Розраховано кутовий розподіл монотонно зменшується при зростанні кута вильоту дейтронів, що звільнюються в розглядуваній реакції. Він містить максимум в напрямку вперед. Енергетичний розподіл дейтронів, що звільнюються в інклюзивній реакції (3H,d) містить гострий максимум при енергії дейтронів, яка становить приблизно дві третини енергії первісних ядер 3H.

Проведені числові розрахунки кутового і енергетичного розподілів дейтронів, що звільнюються в інклюзивній реакції 208Pb(3H,d) для ядер 3H з енергіями 975 МеВ. Доведено, що урахування розмиття ядерної поверхні збільшує величини розподілів у максимумах приблизно в два рази, не змінюючи їхньої якісної поведінки.

У підрозділі 4.3 розраховано інтегральний переріз реакції однонуклонної передачі (3H,d) в наближенні мализни лінійних розмірів ядер 3H, дейтронів і величини розмиття ядерної поверхні порівняно з лінійним розміром ядра мішені. Знайдено, що інтегральний переріз інклюзивній реакції (3H,d) визначається лінійними розмірами ядер, що приймають участь в реакції, а також величиною розмиття ядерної поверхні ядра-мішені.

У висновках сформульовано основнi результати дисертацiї.

ВИСНОВКИ

У дисертації знайдено такі результати:

Запропоновано форму параметризації нуклон-ядерної матриці розсіяння з урахуванням спінів розсіяних частинок, що вірно описує експериментальні дані в широкому діапазоні енергій і ядер.

Проведено аналіз експериментально виміряного набору спостережуваних, який містить поляризаційні характеристики для протонів з енергіями 40, 185, 500 МеВ пружно розсіяних ядрами 208Pb, і протонів з енергіями 500 МеВ пружно розсіяних ядрами 40Ca. Визначено параметри запропонованої параметризації матриці розсіяння для розглядуваних енергій і ядер-мішеней.

На основі дифракційної теорії пружного розсіяння дейтронів безспіновими ядрами з урахуванням D-хвилі в хвильовій функції основного стану дейтрона і спін-орбітальної взаємодії нуклонів, що містяться в складі дейтрона з ядром, досліджено спінову структуру матриці амплітуд, яка описує розсіяння дейтронів ядрами. Проведено аналіз поляризаційних спостережуваних, визначених в формалізмі незвідних сферичних і декартових спін-тензорів, для пружного розсіяння дейтронів безспіновими ядрами.

Проведено числові розрахунки повного набору спостережуваних для пружного розсіяння дейтронів з енергіями 80, 370, 1000 МеВ ядрами 208Pb і для дейтронів з енергіями 1000 МеВ ядрами 40Ca. Розраховані поляризаційні характеристики не містять вільних параметрів, оскільки параметри матриці розсіяння визначені фітируванням експериментальних даних для пружного розсіяння протонів з енергіями, що дорівнюють половині енергії розсіюваного дейтрона, ядрами 208Pb і 40Ca.

Розроблено дифракційну теорію інклюзивної реакції дейтронного зриву (d,n) з урахуванням спін-орбітальної взаємодії нейтрона, що звільнюється, з ядром. У наближенні мализни лінійних розмірів дейтрона і величини розмиття ядерної поверхні порівняно з лінійним розміром ядра здобуто формули для кутового розподілу, поляризації і ФПС нейтронів, які звільнюються в розглядуваній реакції. Розраховано поляризаційні спостережувані для реакції зриву 208Pb(d,n) при енергіях дейтронів 80, 370, 1000 МеВ і 40Ca(d,n) при енергіях дейтронів 1000 МеВ.

Розроблений підхід для аналізу пружного розсіяння дейтронів і реакції дейтронного зриву ядрами узагальнено на випадок реакції двонуклонної передачі (3H,n).У наближенні мализни лінійних розмірів ядра 3H і величини розмиття ядерної поверхні порівняно з лінійним розміром ядра знайдено вирази для кутового розподілу, поляризації і ФПС нейтронів, що звільнюються в розглядуваній реакції. Доведено, що розраховані поляризаційні характеристики реакцій 208Pb(3H,n) при енергіях ядер тритію 120, 555, 1500 МеВ і реакцій 40Ca(3H,n) при енергії 1500 МеВ подібні до відповідних величин в реакціях дейтронного зриву.

Побудовано дифракційну теорію інклюзивної реакції однонуклонної передачі (3H,d) з урахуванням внутрішньої структури дейтрона і первісного ядра тритію, а також розмиття ядерної поверхні. Знайдено диференціальний та інтегральний перерізи розглядуваної реакції, а також кутовий і енергетичний розподіли дейтронів, що звільнюються в реакції, в наближенні мализни лінійних розмірів ядер d, 3H і величини розмиття ядерної поверхні порівняно з лінійним розміром ядра мішені. Проведено числові розрахунки кутового і енергетичного розподілів дейтронів, які звільнюються в інклюзивній реакції 208Pb(3H,d) при енергіях ядер тритію 975 МеВ. Доведено, що рахування розмиття ядерної поверхні дає істотний внесок в розглядувані спостережувані величини, не змінюючи їхньої якісної поведінки. Знайдено, що інтегральний переріз реакції однонуклонної передачі 208Pb(3H,d) приблизно в чотири рази менший за інтегральний переріз реакції двонуклонної передачі 208Pb(3H,n).

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Berezhnoy Yu.A., Slipko V.A. Polarization phenomena in inclusive nucleon transfer reactions // Int. J. Mod. Phys. E - 1998. - Vol. 7. - No. 6. - P. 723-746.

Бережной Ю.А., Слипко В.А. Поляризационные характеристики нуклонов, освобождающихся в инклюзивной реакции срыва // Изв. РАН. Сер. физ.- 1997. - Т. 61. - №11. - С. 2146-2151.

Бережной Ю.А., Слипко В.А. Поляризационные характеристики нуклонов, освобождающихся в реакциях (3H,n) и (3He,n) // Изв. РАН. Сер. физ.- 1998. - Т. 62. - №11. - С. 2272-2276.

Реакции однонуклонной передачи с участием ядер 3H и 3He в области промежуточных энергий / А.И. Ахиезер, Ю.А. Бережной, В.А. Слипко, А.П. Созник // Изв. РАН. Сер. физ.- 1996. - Т. 60. - №5. - С. 177-181.

Бережной Ю.А., Слипко В.А. Поляризация дейтронов в упругом ядерном рассеянии // Тезисы докладов XLIX Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, Дубна, 21 - 24 апреля 1999 г. - С.-П.: Наука, 1999. - С. 226.

Бережной Ю.А., Слипко В.А. Поляризационные характеристики нуклонов, освобождающихся в инклюзивной реакции дейтронного срыва // Тезисы докладов XLVI Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, Москва, 18 - 21 июня 1996 г. - С.-П.: Наука, 1996. - С. 141.

Бережной Ю.А., Слипко В.А. Поляризационные характеристики нуклонов, освобождающихся в реакциях (3H,n) и (3He,n) // Тезисы докладов XLVII Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, Обнинск, 10 - 13 июня 1997 г. - С.-П.: Наука, 1997. - С. 106.

Реакции однонуклонной передачи с участием ядер 3H и 3He в области промежуточных энергий / А.И. Ахиезер, Ю.А. Бережной, В.А. Слипко, А.П. Созник // Тезисы докладов XLV Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, Санкт-Петербург, 27 - 30 июня 1995 г. - С.-П.: Наука, 1995. - С. 350.

АНОТАЦІЇ

Сліпко В.А. Поляризація продуктів ядерних реакцій за участю легких ядер в області проміжних енергій. _ Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.16 _ фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій. _ Харківський державний університет, Харків, 1999.

У дисертації розвинуто дифракційну теорію пружного розсіяння дейтронів, реакції дейтронного зриву (d,n), а також реакції двонуклонної передачі (3H,n) в області проміжних енергій з урахуванням спінів частинок, що звільнюються у кінцевому стані. На основі розробленої теорії здобуто вирази для повного набору поляризаційних спостережуваних в пружному розсіянні дейтронів безспіновими ядрами. Знайдено формули для поляризаційних характеристик нейтронів, які звільнюються в інклюзивних реакціях зриву (d,n) і (3H,n). Проведено числові розрахунки поляризаційних характеристик пружного розсіяння дейтронів, а також нейтронів, що звільнюються в інклюзивних реакціях (d,n) і (3H,n) на ядрах 208Pb, при енергіях 40, 185, 500 МеВ/нуклон і на ядрах 40Ca при енергії 500 МеВ/нуклон, в яких не використовувались вільні параметри. Параметри нуклон-ядерної матриці розсіяння визначались фітируванням експериментальних даних, що містили поляризаційні характеристики, для пружного розсіяння протонів на ядрах 208Pb при енергіях 40, 185, 500 МеВ і на ядрах 40Ca при енергії 500 МеВ. Знайдено диференціальний та інтегральний перерізи інклюзивної реакції (3H,d), а також кутовий і енергетичний розподіли дейтронів, що звільнюються в розглядуваній реакції.

Ключові слова: дифракційне розсіяння, поляризаційні спостережувані, диференціальний переріз, пружне розсіяння, інклюзивні реакції нуклонної передачі, дейтрон, тринуклонні ядра.

Slipko V.A. Polarization of products of nuclear reactions with participation of light nuclei at intermediate energies. - Manuscript.

Thesis for a candidate's degree by speciality 01.04.16 - physics of nucleus, elementary particles and high energies. - Kharkov State University, Kharkov, 1999.

In the thesis the diffraction theory of deuteron-nucleus elastic scattering and the inclusive deuteron stripping reaction (d,n) along with two-nucleon transfer reaction (3H,n) is developed with allowance for spins of particles released in the final state at intermediate energies. On the basis of the theory under consideration, the formulae for the full set of the polarization observables for elastic scattering deuterons by spinless nuclei are obtained. The expressions for the polarization characteristics of the neutrons released in the inclusive stripping reactions (d,n) and (3H,n) are derived. The numerical calculations of the polarization characteristics of the elastically scattered deuterons along with ones of the neutrons released in the inclusive reactions (d,n) and (3H,n) by nuclei 208Pb at energies 40, 185, 500 MeV/nucleon and 40Ca at energy 500 MeV/nucleon are performed. The parameters of the nucleon-nucleus scattering matrix are found from fitting the experimental data included polarization characteristics for the elastic scattering of protons by the nuclei 208Pb at energies 40, 185, 500 MeV and 40Ca at energy 500 MeV. The differential and integrated cross-sections of the inclusive reaction (3H,d) along with the angular and energy distributions of the deuterons released in the reaction under study are calculated.

Key words: diffraction scattering, polarization observables, differential cross-section, elastic scattering, inclusive nucleon transfer reactions, deuteron, three-nucleon nuclei.

Слипко В.А. Поляризация продуктов ядерных реакций с участием легких ядер в области промежуточных энергий. _ Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.16 _ физика ядра, элементарных частиц и высоких энергий. _ Харьковский государственный университет, Харьков, 1999.

В диссертации развита теория упругого рассеяния дейтронов бесспиновыми ядрами в области промежуточных энергий с учетом D-волны в волновой функции, описывающей основное состояние дейтрона, и спин-орбитального взаимодействия нуклонов, входящих в состав дейтрона, с ядром. Исследована спиновая структура матрицы амплитуд, описывающей упругое рассеяние дейтронов бесспиновыми ядрами. Проведен анализ поляризационных наблюдаемых, определенных в формализме неприводимых сферических и декартовых спин-тензоров для рассматриваемого процесса. Разработана дифракционная теория инклюзивной реакции дейтронного срыва (d,n) с учетом спин-орбитального взаимодействия освобождающегося нейтрона с ядром. В приближении малости линейных размеров дейтрона и величины размытия ядерной поверхности по сравнению с линейным размером ядра получены формулы для углового распределения, поляризации и функции поворота спина нейтронов, освобождающихся в рассматриваемой реакции. Развитый для анализа упругого рассеяния дейтронов и инклюзивной реакции дейтронного срыва подход обобщен на случай инклюзивных реакций двухнуклонной передачи с участием трехнуклонных ядер. В приближении малости линейных размеров ядер трития и величины размытия ядерной поверхности по сравнению с линейным размером ядра-мишени получены формулы для углового распределения, поляризации и функции поворота спина нейтронов, освобождающихся в инклюзивной реакции двухнуклонной передачи (3H,n). Используя полученные в диссертации соотношения, проведены численные расчеты поляризационных характеристик упругого рассеяния дейтронов, а также освобождающихся в инклюзивных реакциях (d,n) и (3H,n) нейтронов на ядрах 208Pb при энергиях 40, 185, 500 МэВ/нуклон и на ядрах 40Ca при энергии 500 МэВ/нуклон, в которых не использованы подгоночные параметры. Параметры нуклон-ядерной матрицы рассеяния определялись фитированием экспериментальных данных, включающих поляризационные характеристики, для упругого рассеяния протонов на ядрах 208Pb при энергиях 40, 185, 500 МэВ и на ядрах 40Ca при энергии 500 МэВ. Показано, что в рассматриваемом приближении поляризационные характеристики реакций 208Pb(3H,n) при энергиях ядер трития 120, 555, 1500 МэВ и реакции 40Ca(3H,n) при энергии 1500 МэВ подобны соответствующим величинам в реакциях дейтронного срыва. Построена дифракционная теория инклюзивной реакции однонуклонной передачи (3H,d) с учетом внутренней структуры дейтрона и первичного ядра трития, а также размытия ядерной поверхности. Найдены дифференциальное и интегральное сечения рассматриваемой реакции, а также угловое и энергетическое распределения освобождающихся в реакции дейтронов в приближении малости линейных размеров ядер d, 3H и величины размытия ядерной поверхности по сравнению с линейным размером ядра мишени. Проведены численные расчеты углового и энергетического распределений дейтронов, освобождающихся в инклюзивной реакции 208Pb(3H,d) при энергиях ядер трития 975 МэВ. Показано, что учет размытия ядерной поверхности вносит существенный вклад в рассматриваемые наблюдаемые величины, не меняя их качественного поведения. Найдено, что интегральное сечение реакции однонуклонной передачи 208Pb(3H,d) примерно в четыре раза меньше интегрального сечения реакции двухнуклонной передачи 208Pb(3H,n).

Ключевые слова: дифракционное рассеяние, поляризационные наблюдаемые, дифференциальное сечение, упругое рассеяние, инклюзивные реакции нуклонной передачи, дейтрон, трехнуклонные ядра.

Размещено на Allbest.ru