Энергетически-зависимый фазовый анализ рассеяния в малонуклонных системах при низких энергиях на основе Паде-параметризации амплитуд Кузнецова, Евгения Васильевна

Введение к работе

Настоящая работа посвящена разработке общей методики проведения зависящего от энергии фазового анализа (ЗФА )экспериментальных данных рассеяния в малонуклонных системах при низких энергиях на основе Паде-параметризации амплитуд и ее использования для проведения ЗФА двух систем: для d + р - рассеяния при энергиях падающих дейтронов Е^1аЪ= 0,8+6 МэВ и для d +⁴Не - рассеяния при энергиях падающих дейтронов Е^1аЬ= 0,872 -г 10 МэВ. Одновременно с фазовым анализом развитый подход позволяет построить аналитическую S-матри-цу и найти ее важнейшие особенности (полюса,вычеты,точки ветвления) при низких энергиях. Предложенный подход имеет общий характер и применим к фазовому анализу экспериментальных данных для любой системы.

Актуальность работы.

Одной из интереснейших проблем в ядерной физике является исследование малонуклонных систем,реакций в них и их взаимного рассеяния, т.к. они содержат небольшое число нуклонов и часто имеют ярко выраженную кластерную структуру. В этом случае возможны достаточно точные микроскопические расчеты, которые, при сравнении с экспериментом, приводят к уточненным представлениям о потенциале ядерного взаимодействия ( о форме и величине его различных компонент), а также о структуре основных и возбужденных состояний легких ядер. Реакции упругого и неупругого рассеяния, например, дейтронов на протонах и а-частицах могут дать информацию о трехчастичных силах в ядре. Реакции при малых энергиях на легчайших ядрах могут представлять большой интерес для решения ряда проблем термоядерного синтеза и астрофизики.

С другой стороны, к настоящему времени накоплен весьма большой эбъем экспериментальных данных по рассеянию в малонуклонных системах (n-d,p-d , d-a и т.д.). Измерены. полные и дифференциальные сечения, векторные и тензорные поляризации и анализирующие способности в различных энергетических интервалах. Однако информация, извлеченная из этих данных (параметры эффективного радиуса, энергии і ширины уровней и т.д. ), во многих случаях является не вполне точной и надежной из-за больших экспериментальных погрешностей. Это шстично объясняется недостаточной точностью самих эксперименталь-шх данных. Но основной причиной является,как правило, отсутствие в этой области последовательного анализа одновременно многих данных зазных типов, полученных в различных лабораториях в разное время и з различных энергетических интервалах, т.е. того что называется

(хотя и условно) зависящим от энергии фазовым анализом. Кроме того, на сегодняшний день имеются существенные трудности получения экспериментальной информации по рассеянию заряженных легких ядер в области очень низких энергий. В таких случаях,зависящий от энергии фазовый анализ особенно необходим, поскольку экстраполяция его однозначного решения к нулю" может дать важные для эксперимента и теории фундаментальные константы (астрофизические S-факторы, длины рассеяния,вершинные константы и т.д.).

Фазовый анализ тесно связан с экспериментальными данными и основан на самых общих законах сохранения. Анализ конкретного парциального фазового сдвига в каждом отдельном канале позволяет получать дополнительную информацию (длины рассеяния,энергии и ширины резона-нсов,константы связи и т.п.),а это,в свою очередь,помогает уточнить ту или иную модель (или выбрать истинную модель среди нескольких альтернативных) для описания процессов взаимодействия. И, наконец, результаты ФА позволяют дать компактное представление больших массивов экспериментальной информации ( банков данных - БД).

Целью диссертационной работы является разработка и применение общего подхода, позволяющего проводить зависящий от энергии фазовый анализ рассеяния с тем, чтобы получать единственное и однозначное решение, допускающее его экстраполяцию в области, где экспериментальные данные еще не получены, а также достаточно надежно извлекать спектроскопическую и динамическую информацию о процессе. В том числе:

1. Проведение ЗФА экспериментальных данных по d+p и d+⁴He рассеянию в рамках предложенной общей методики на основе Паде-параметризащш функций рассеяния в энергетических интервалах E_d=0,8+6,0 МэВ и E_d=0,872+10 МэВ соответственно ( E_d- энергия падающих дейтронов в лабораторной системе координат) с включением всех имеющихся для этих областей экспериментальных данных.

2. Разработка и применение метода следящих функций для получения хороших начальных приближений коэффициентов Паде-агшроксимантов, которые являются стартовыми параметрами в проведении ЗФА исследуемого рассеяния.

3. Создание банка экспериментальных данных для проведения ЗФА d+⁴He рассеяния на энергетическом интервале ЕІ^аЬ= 0,872+10 МэВ.

4. Создание комплекса программ для проведения ЗФА в системах d + p и d +⁴Не при низких энергиях.

5. Анализ решений ЗФА d + р и d +⁴Не рассеяния в энергетических интервалах E_d=0,8 + 6,0 МэВ и E_d=0,872+10 МэВ соответственно,нахож-

дение параметров резонансных уровней 3⁺0, 2⁺0 и 1⁺0 ядра Ы(Т=0) и величин вершинной константы связи виртуального распада ядра ⁶Li->d+⁴He и связанной с ней асимптотической константы волновой функции основного связанного состояния ядра Li.

6. Получение параметров низкоэнергетического & +⁴Не рассеяния: длин рассеяния, эффективных радиусов и параметров формы в каждом конкретном канале взаимодействия.

Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые проведен зависящий от энергии фазовый анализ экспериментальных данных & Ине рассеяния на интервале энергий падающих дейтронов Е_1аЬ=0,872-ИО МэВ в рамках общей методики проведения ЗФА на основе Паде параметризации (ПА-З-го рода) функций рассеяния.

Разработан и внедрен метод случайного поиска, позволяющий локализовать область глобального минимума (метод следящих функций).

Все общие процедуры, а также комплекс вычислительных программ имеют общий характер и применимы к фазовому анализу экспериментальных данных любой системы.

В прцессе выполнения ЗФА для d+⁴He рассеяния на интервале энер-

Результаты нашего ЗФА получены для более низких энергий го сравнению с результатами других фазовых анализов й +⁴Не рассеяния при отдельных энергиях В прцессе выполнени гий Е₄=0,8Т2-И0 МэВ мы показали, что:

1)сильное варьирование всех трех Р-фаз (Ъ₀^?^7₂) слабо сказывается на дифференциальных сечениях рассеяния. Поэтому проведение фазового анализа на основе данных лишь по дифференциальным сечениям,т.е. не привлекая данные по спиновым наблюдаемым, неинформа гивно; 2)для правильного описания экспериментальных анализирующих способностей необходим учет ³Fj (³F₂³F₃³F₄)- фазовых сдвигов; 3)учет мнимых частей фаз, особенно для 1=1, и параметра смешивания Єр значительно улучшает качество подгонки; 4)поглощение в Pj-волнах, особенно в ³Р₂-фазе, является наибольшим, что является яркой иллюстрацией принципа Паули. 5)учет Gj-фазовых сдвигов мало влияет на качество подгонки, однако он уточняет поведение Fj-фазовых сдвигов. В результате -проведения ЗФА на данном интервале энергий были получены величины Gj-фаз, максимальные значения которых не превышали 0,9.

Накоплен банк согласованных между собой экспериментальных данных всех тлеющихся на настоящий момент дифференциальных сечений и

поляризационных наблюдаемых для d + Не рассеяния на энергетическом интервале падающих дейтронов Е_1аЬ=0,8Т2 * 10 МэВ.

Построена в единой аналитической форме Паде-аппроксимантов S-матрица d+⁴He рассеяния, что позволило сильно упростить все процедуры сшивки и аналитического продолжения на нефизические листы и получить энергии и ширины возбужденных уровней ядра ⁶LI(T=0), а также извлечь ЯВК виртуального распада ⁶Li->d +⁴Не и асимптотическую константу волновой функции основного связанного состояния ^б1і.

Так как на сегодняшний день имеются существенные трудности получения экспериментальной информации по рассеянию заряженных легких ядер в области очень низких энергий,то практическую ценность представляет собой надежная экстраполяция полученного нами решения ЗФА в область энергий термоядерного синтеза.Помимо этого результаты данной работы были использованы для решения обратной задачи d +⁴Не рассеяния и для построения соответствующего двухчастичного эффективного потенциала.

На защиту выносятся:

6. Общая методика проведения ЗФА на основе Паде параметризации функций рассеяния.

7. Поинтервальный зависящий от энергии фазовый анализ d +⁴Не

рассеяния на энергетическом интервале падающих дейтронов

Е_1о>=0,872-ИО МэВ. lab

3. Разработанные автором комплексы программ для проведения ЗФА
d + р и d +⁴Не низкоэнергетических рассеяний.

4. Разработанный и использованный на примере проведения ЗФА упругого d + р рассеяния в области энергий E_d= 0,8 * 6,0 МэВ метод следящих функций, позволяющий локализовать поверхность глобального экстремума.

5. Методы фильтрации и обработки, параметризации и сжатия, проверки на согласованность друг с другом и тестирования больших, массивов экспериментальных данных.

6. Созданный банк экспериментальных данных (БД) всех имеющихся на настоящий момент дифференциальных сечений и поляризационных наблюдаемых d+⁴He рассеяния на энергетическом интервале падающих дейтронов E_lab=0,872 + 10 МэВ.

7. Результаты проведенных ЗФА d + р и d +⁴Не низкоэнергетических рассеяний: полученные энергетические зависимости фазовых сдвигов; найденные параметры резонансных уровней 3⁺0, 2⁺0 и 1⁺0 ядра

Ы(Т=0); полученные величины вершинной константы связи виртуального распада ядра ⁶L:bd +⁴іїе и асимптотической константы волновой

функции основного состояния Ы.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладав а лись й обсуждались на 34439,41,42 Совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра в 1987-1991 г.,на XI Международной конференции по проблеме нескольких тел в Токио, Япония, в августе 1986г. и на XII Международной конференции по проблеме аескольких тел в Ванкувере, Канада, в апреле 1989, на Ш-ей Международной школе по ядерной физике в Киеве в июне 1992г.,а также опубликованы в 10 работах. Всего по теме диссертации опубликовано 20 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и трех приложений. Работа изложена на 190 страницах текста,содержит 59 рисунков и 28 таблиц,список литературы из 143 наименований.

Похожие диссертации на Энергетически-зависимый фазовый анализ рассеяния в малонуклонных системах при низких энергиях на основе Паде-параметризации амплитуд

Разработка трековых систем большой площади на основе дрейфовых камер для экспериментов в физике высоких энергийКожин, Анатолий Сергеевич

Ядерный потенциал на основе дисперсионного оптико-модельного анализа упругого рассеяния протонов ядрами 50 < или = А < или = 64Сами Ботрос Ханна

Анализ глубоко неупругого рассеяния лептонов на легких ядрах в формализме Бете-СолпитераМолочков, Александр Валентинович

Развитие метода учета корреляций систематических ошибок в анализе данных по глубоконеупругому рассеянию лептоновАлехин Сергей Иванович

Фазовый анализ пион-нуклонного рассеяния в области энергий 160-600 МэВАбаев, Владимир Викторович

Многофононный вариант метода связанных каналов и анализ характеристик упругого и неупругого рассеяния нейтронов низких энергий сферческими ядрамиСамойлов, Вадим Валерьевич

КХД-анализ экспериментальных данных по процессам поляризованного глубоконеупругого рассеянияИванов Олег Николаевич

Резонансное упругое рассеяние протонов и особенности его применения в анализе тонкопленочных структурДуванов, Сергей Михайлович

K- матричный анализ экспериментальных данных по пион-нуклонному рассеянию в области энергий E1 ГэВГриднев Анатолий Борисович

Исследование энергетических спектров и характеристик рассеяния в системах трех частиц с кулоновским и контактным взаимодействиемМалых Анастасия Владимировна