Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Киевский национальный университет

Киевский национальный университет

имени Тараса Шевченко

Ковальчук Валерий Иннокентьевич

УДК 539.172.13 / .16; 539.171

дифракционного взаимодействия нуклонов

И ДЕЙТРОНОВ с ядрами При промежуточных энергиях

01.04.02 теоретическая физика

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата физико-математических наук

Киев 2001

Актуальность темы исследования.

Работа выполнена на кафедре квантовой теории

поля Киевского национального

университета имени Тараса Шевченко

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор кафедры квантовой теории поля,

Тартаковский Виктор Константинович,

физический факультет, Киевский национальный

университет имени Тараса Шевченко

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор кафедры ядерной физики

Плюйко Владимир Андреевич

физический факультет, Киевский национальный

университет имени Тараса Шевченко

доктор физико-математических наук,

ведущий научный сотрудник

Симулик Владимир Михайлович,

Институт электронной физики

НАН Украины, г.Ужгород

Ведущая организация: Институт теоретической физики

им. Н.Н. Боголюбова НАН Украины

Защита состоится & ldquo; 16 & rdquo; Октябрь 2001 в 14 30 часов на заседании

диссертационного совета Д 26. 001. 08 Киевского национального университета

имени Тараса Шевченко по адресу: 03022, г.. Киев, просп. акад. Глушкова, 6

физический факультет, ауд. №500.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

национального университета имени Тараса Шевченко по адресу:

г.. Киев, ул. Владимирская, 58.

Автореферат разослан & ldquo; 13 & rdquo; Сентябрь 2001

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат физико-математических наук Свечникова А.С.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Исследование столкновений нуклонов и дейтронов с атомными ядрами давно уже стало важным источником информации о ядерной структуре и ядерную взаимодействие и является обязательным элементом при изучении более сложных процессов в теории ядерных реакций (возбуждение, дезинтеграция ядер и др.) При получении такой информации большое значение имеет разработка и применение новых теоретических подходов для эффективного описания эксперимента. Уже на протяжении примерно полвека в теоретической ядерной физике используется дифракционная ядерная модель, которая позволяет успешно описывать как упругие, так и неупругие столкновения нуклонов, дейтронов и других сложных частиц с ядрами. В дифракционном приближении при согласовании теоретических расчетов с соответствующими экспериментами удалось получить ряд новых данных о свойствах ядер и нуклон-нуклонных взаимодействиях. Но с повышением точности эксперимента возникла необходимость в более строгих теоретических подходах и улучшении обоснований различных приближений при разработке совершенных и эффективных теоретических методов. Здесь, прежде всего, возникает необходимость в уменьшении числа подгоночных параметров, чтобы их количество не росло чрезмерно, как это имело место в оптической модели ядра при учете некоторых новых ядерных явлений. Во-вторых, необходимо, чтобы новый метод при выполнении численных расчетов на современной компьютерной технике не приводил бы к значительным трудностям и больших затрат машинного времени. Поскольку та или иная ядерная модель структуры и взаимодействия имеет границы применимости, а также некоторые дефекты, то иногда приходится расширять область применимости модели (в нашем случае дифракционной) и, если есть возможность, уменьшать действие ее негативных факторов. В диссертационной работе продемонстрировано некоторые из отмеченных требований к более совершенной теории и показано, что дальнейшее улучшение согласования теоретических расчетов с экспериментом требует детального анализа недостатков модели и более строгого теоретического исследования. методи, предложенных в диссертации, использованы для описания упругого рассеяния протонов, нейтронов и дейтронов на ряде атомных ядер в широком интервале энергий падающих частиц, для которого справедливо дифракционное приближения.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа соответствует основным научным направлениям деятельности кафедры ядерной физики Киевского национального университета имени Тараса Шевченко по теме & ldquo; Исследование сильных и электромагнитных ядерных взаимодействий, их связи с атомно-молекулярным строением и составом вещества & rdquo; (№97024, номер госрегистрации 0197U003435).

Цель и задачи исследования.

Целью работы является удовлетворительное описание экспериментальных дифференциальных сечений упругого рассеяния нуклонов и дейтронов на ядрах при промежуточных энергиях, а также получение аналитического

выражения для поляризации нейтронов, возникающих в реакции дейтронного срыва на ядрах.

Объект исследования. Дифракционные процессы упругой адрон-ядерного взаимодействия, явление поляризации продуктов реакции дейтронного срыва.

Предмет исследования. Дифракционное упругое рассеяние нуклонов и дейтронов ядрами при промежуточных энергиях, поляризация нейтронов в реакции дейтронного срыва на ядрах.

Методы исследования. В работе предложено и апробирован метод расчета амплитуды реакции с использованием квазиклассических фаз рассеяния, которые выражаются через потенциалы адрон-ядерного взаимодействия. При учете кулонов взаимодействия в реакции упругого дейтрон-ядерного рассеяния использован метод устранения возникающей при этом логарифмической разногласия в части амплитуды, соответствующей двукратном рассеянию кластеров дейтрона ядром-мишенью.

Научная новизна полученных результатов.

· В рамках дифракционной модели ядерных реакций, впервые предложен новый метод вычисления амплитуды упругой адрон-ядерного взаимодействия с использованием квазиклассических фаз рассеяния. Этот метод позволяет рассчитывать дифференциальные сечения упругого рассеяния нуклонов иния значений этих параметров при сравнении результатов вычислений с экспериментом. Данный метод может быть полезным в случае исследования столкновений с ядрами также и других кластерных слабосвязанных частиц, в частности, экзотических нейтроннонадлишкових и гиперядер, которые в последнее время интенсивно исследуются.

2. Методика корректного учета кулонов взаимодействия в дифракционном приближении также является общей и может применяться для изучения взаимодействия с ядрами произвольных слабосвязанных кластерных частиц, в том числе и тогда, когда есть более чем один заряженный кластер.

3. Полученное выражение для поляризации нейтронов в реакции дейтронного срыва может представлять определенный интерес при использовании такой реакции как источника высокоэнергетических поляризованных нейтронов. Это дает возможность исследовать как свойства остаточного ядра, так и структуру других ядер, которые играют роль мишеней по отношению к данной реакции.

Личный вклад соискателя. В работах, выполненных с соавторами, личный вклад соискателя состоял в обсуждении постановки задач, выполнении численных расчетов, анализе полученных результатов и формулировании выводов.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты диссертации были обнародованы на: научных конференциях студентов и аспирантов Киевского национального университета имени Тараса Шевченко (15 мая 1997 и 14 мая 1998) Международной конференции по физике атомного ядра (48-й Совещания по ядерной спектроскопии и структуре ядра), Москва, 1998 г .; Ежегодных конференциях НЦ & ldquo; Институт ядерных исследований & rdquo; НАН Украины 1999 и 2000 г .; Международной конференции по физике атомного ядра & ldquo; 50 лет ядерным оболочкам & rdquo; (49-й Совещания по ядерной спектроскопии и структуре ядра), Дубна, 1999 г .; Научно-теоретической конференции, посвященной 165-летию Киевского университета, 1999 г .; Третьей Международной конференции & ldquo; Современные проблемы ядерной физики & rdquo ;, Бухара, Узбекистан, 1999 г .; Международной конференции пофизике атомного ядра & ldquo; Кластеры в ядерной физике & rdquo; (50-й Совещания по ядерной спектроскопии и структуре ядра), Санкт-Петербург, 2000 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 16 научных работ, из них 7 статей в научных журналах, 2 статьи в сборниках научных трудов, 7 тезисов докладов конференций.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав основной части, заключения и списка использованной литературы из 94 наименований. Диссертация содержит 28 иллюстраций, 9 таблиц, текст работы изложен на 121 странице машинописного текста.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, показана связь диссертации с научными темами, сформулированы цель и задачи исследования, изложены научная новизна и практическое значение полученных результатов.

В первом разделе сделано ретроспективный обзор литературы, посвященной становлению дифракционной модели Глаубера-Ситенко, в частности, рассмотрены принципы построения макроскопического подхода с выводом общих формул, кроме того, выполнен детальный анализ оригинальных исследований О.Г.Ситенка и его учеников. В продолжение этих работ, сформулированы основные направления исследований для данной диссертации.

Во втором разделе в рамках дифракционного приближения последовательно разработан метод расчета угловых распределений сечений упругого рассеяния нуклонов ядрами

в (ы)? |f (ы) |2 (1)

где f (?) - амплитуда реакции, при промежуточных энергиях падающих частиц.

1. В дифракционном подходе амплитуда рассеяния определяется Фурье преобразованием функции профиля

ч (с) = 1-exp [2iд (с)], (2)

где? - параметр удара, а? (С) - фаза рассеяния. Сечения (1) рассчитывались, исходя из соотношения (2), с использованием квазиклассического выражения для фаз рассеяния

8 августа

д (с, E) = k {? Dr (1 - с 2 / r2 - 2мVN (r, E) / k2) 1/2 -? Dr (1 - с 2 / r2) 1/2} (3 )

b (VN) b (0)

где E, k,? - относительные энергия, волновое число частицы, рассеивается, и ее сводная масса соответственно; b (VN), b (0) - корни действительных частей подынтегральных выражений. В (3) VN (r, E) - потенциал нуклон-ядерного взаимодействия Вудса-Саксона

V (E) + iW (E)

VN (r, E) = & Mdash; (4)

1 + exp {(r-R) / Д}

где V (E), W (E) - параметры потенциала, определенные по анализу экспериментальных данных, R = r0A1 / 3 и? - радиус ядра-мишени с массовым числом A и параметр диффузности его поверхности.

С набором предлагаемых в литературе параметров потенциала (4) было достигнуто удовлетворительное согласование с экспериментом по упругом рассеянию протонов с энергиями 182-185 МэВ на ядрах 56Fe, 90Zr (рис.1а), 115In, 197Au. Далее, варьированием этих параметров, на основании? 2 критерия, получено оптимальные их значения и улучшено достигнуто согласование (рис.1б).

2. При |VN (r, E) | & lt; & lt; E в области интегрирования в (3) выражением для фаз рассеяния будет предельный случай формулы (3)

8

д (с, E) = v 1? ds (ReVN (r, E)} + i ImVN (r, E)}, (5)

0

в котором v - относительная скорость нуклона и ядра-мишени, а s = (r2 с2) 1/2. Для релятивистских энергий в качестве потенциала VN (r, E) использовано приближенное выражение, полученный в теории многократного дифракционного рассеяния при отсутствии нуклонных корреляций в ядре-мишени и при A & gt; & gt; 1 (оптическая граница)

2р f (0) СN (r)

VN (r, E) = & Mdash; (6)

E + M

где f (0) = k? Tot (i + г) / 4р - амплитуда нуклон-нуклонного рассеяния на нулевой угол, уtot = уtot (E) - полное сечение нуклон-нуклонных взаимодействия, M - нуклонных масса,? N (r) - распределение нуклонных плотности в ядре-мишени, нормированный на A. Параметры? tot и? определяются экспериментально. В расчетах сечений распределение? N (r) выбирался сначала в виде

СN (r) = сN0 (1 + exp [(r-R) / Д]) 1 (7)

с постоянной нормирования? N0. Кроме того, считалось? = 0 (определены из экспериментов значение? = Ref(0) / Imf (0) & lt; & lt; 1 при энергиях падающих нуклонов E = 0.5-1 ГэВ) есть потенциал (6) был чисто мнимым. Характерными чертами результатов вычислений сечений упругого рассеяния протонов на ядрах 16O (E = 1 ГэВ), 40Ca (E = 0.5 ГэВ) и 92Zr, 116Sn (E = 0.8 ГэВ) было: удовлетворительное согласование с экспериментами в окрестностях дифракционных максимумов, наличие дифракционных нулей ( см. рис.2) и несколько маловата величина параметра r0 = 1.05 Фм. Далее, с целью улучшения достигнутого согласования были сделаны следующие шаги: для заполнения дифракционных минимумов введено действительную часть в потенциал (6) при условии ?? 0, а некоторое повышение значения r0 и улучшения согласования обеспечивались выбором распределения? N (r) в обобщенном виде < / p>

СN (r) = сN0 (1 + exp {(r-C) / Д}) в (8)

где? & Gt; 1 - параметр асимметрии этого распределения в области диффузного слоя ядра, а C = R +? Lnо -? Адиус половинной плотности. В расчетах сечений? (Ы)? Распределению (8) и при условии ?? 0 (рис.2б) установлено оптимальное значение? = 2, которое оказалось близким к величине?, Полученной другими авторами (Коломиец) в квантовой гидродинамичний модели ядра с силами Скирма.

В первом разделе третьей главы, на основе развитого и апробированного метода расчетов угловых зависимостей упругого нуклон-ядерного рассеяния, проведены вычисления сечений (1) упругого взаимодействия дейтронов с ядрами при промежуточных энергиях. В случае использования в качестве дейтроннои волновой функции гауссиана

Ц0 (r) = (2л / с) 3/4 exp [ лr2], (9)

где? - структурный параметр дейтрона, амплитудой упругого дейтрон-ядерного рассеяния F (q) без учета кулонов взаимодействия является выражение

8

F (q) = ik {2 exp ( q2 / 32л)? DС с ч (с) J0 (qс)

0

? ? р

(4л / с) 1? dс1 с1 Щ1 (с1)? dс2 с2 щ2 (с2)? dц21 exp ( 2л|с1 с2|2) J0 (q|с1 + с2| / 2)}, (10)

0 0 0

где q = |k k'| - передан импульс, k (k ') - волновые векторы падающего (рассеянного) дейтрона,? - параметр удара дейтронного кластера,? (с) -? идповидна функция профиля, значения индексов соответствуют номерам кластеров (в первом слагаемом в (10) индексы снят вследствие однотипности интегралов для обоих кластеров),? 21 - угол между векторами с2 и с1. На рис.3 показано рассчитаны отношение? / УR? В (ы) / уR (ы),? Е резерфордивський сечение? R (и) = (n / 2k) 2 (sin (и / 2)) 4, n = Zбм / k -? араметр Зоммерфельда,? - постоянная тонкой структуры, Z - заряд ядра-мишени в единицах заряда протона, для упругого дейтрон-ядерного рассеяния на 40Ca при энергиях падающих частиц Ed = 0.7 ГэВ. При исчислении? (Ы)? Икористано кластер-ядерные функции профиля, рассчитывались согласно (2), (5), (6), (8) с? = 2. Рис.3а) отвечает? = Ref (0) / Imf (0) = 0, а 3б) - г = 0.37. ? Логическом результаты получены для рассеяния дейтронов с Ed = 0.4 и 0.7 ГэВ на ядрах 58Ni. Во всех случаях введение действительной части в кластер-ядерный потенциал (6) при г? 0 улучшает согласования.

Во втором подразделе третьего раздела рассмотрено реакцию дейтронного срыва на ядрах, в результате которой освобождается нейтрон, а протон поглощается ядром-мишенью. Было рассчитано поляризацию нейтронов, которые освобождаются, как функцию от угла вылета частицы и ее энергии. Вектор поляризации нейтрона является отношением P = A / B, где

A = Sp? d (2) с2 (щ2 + щ 2 щ2 ч 2) в 1 в + 1 в, B = Sp? d (2) с2 (щ2 + щ 2 щ2 ч 2) в 1 в + 1. (11)

В (11) в 1 =? d (2) r1exp ( ik1r1) (1 w1) Ц0 (r) - амплитуда вероятности того, что нейтрон будет импульс k1, а протон будет находиться в точке r2, r = |r1 r2|, в - матрицы Паули . Нейтронная функция профиля w1 является оператором

w1 = Щ1 iгexp (iд) в (С1ґщ1С1), (12)

где г, д - соответственно стала и фаза спин-орбитального взаимодействия нейтрона, входит в состав дейтрона, с ядром-мишенью, С1е¶ / ¶r1 - оператор Гамильтона. Возможность абсорбции нуклонов дейтрона ядром учитывается в 1 = anexp [ tn2r12], щ2 = apexp [ tp2r22], где параметры an, ap, вообще говоря, комплексные. В расчетах считалось, что основное состояниедейтрона соответствует S-волны, а радиальная зависимость его волновой функции выбиралась

Загрузка...

Страницы: 1 2 3






Ещё Рефераты по вашей теме

Теоретические и экспериментальные ПУТИ СОЗДАНИЯ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ И ПОДАЧИ водорода НА ОСНОВЕ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ двигательных и энергетических установок летательных аппаратов - Автореферат
ЗАКОНОМЕРНОСТИ морфологические изменения АДЕНОГИПОФИЗА ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ И солей тяжелых металлов - Автореферат
ПРАВОВЫЕ ВОПРОСЫ СОЦИАЛЬНОЙ ПАРТНЕРСТВА В УКРАИНЕ - Автореферат
Психологические особенности эмпатии подростков. - Автореферат
МЕХАНИЗМЫ коллизионного регулирования В современном международном частном праве - Автореферат
УЧЕТ АССОЦИАТИВНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ТЕОРИИ раствора электролита. МЕТОД ИНТЕГРАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ДЛЯ корреляционной функций распределения - Автореферат
Теоретические основы и прикладные аспекты применения удобрений в биологическом земледелии - Автореферат