Введение к работе
Актуальность работы. Микроскопическое описание дискретного
и непрерывного спектров нуклонных систем в рамках единого подхода
является приоритетной задачей ядерной физики. Поскольку реалистиче
ский нуклон-нуклонный (NN) пртенциал имеет сложный характер, непо
средственное решение многочастичного уравнения Шредингера практиче
ски невозможно. Актуальной задачей является поиск таких его эквива
лентных форм представления, которые позволили бы одинаково хорошо
описать состояния как дискретного, так и непрерывного спектров. Под
черкнем, что деление состояний нуклонной системы на дискретный и не
прерывный спектры является весьма общим. Оно не отражает есєго мно
гообразия форм движения внутри указанных областей. Так, внутри дис
кретного спектра мы сталкиваемся в равной степени с коллективными и
кластерными состояниями. А в непрерывном спектре речь идет не только
о процессах столкновения (ядерных реакциях), но также и о распадах ква
зистационарных состояний. Под микроскопическим описанием квантозо-
механических систем с единых позиций мы поішмаем описание с единых
позиций всех этих качественно различных физических состояний. ,
Как известно, компактные связанные состояния нуклонных систем хорошо описываются методом пшерсферических функций (МГСФ) вплоть до А < 16 [14]. Добавлением к основной и потенциальным гармоникам этого метода кластерных состояний существующих каналов удается хорошо описать квазистационарные состояния [15]. Многочисленные расчеты связанных и квазистационарных состояний убедительно свидетельствовали о том, что движение системы носит адиабатический характер. Недавно этот факт был положен в основу так называемого коллективного адиабатического подхода (КАП) [16]. Было показано, что асимптотика собственных функций усеченного гамильтониана ( с отброшенной второй производной по гиперрадиусу) совпадает с асимптотикой одного из каналов системы. Волновая функция раскладывается по указанным собственным функциям, а коэффициенты разложения - суть функции гиперрадиуса - находятся из системы гиперрадиальных уравнений. Из асимптотики ко-
эффициентов извлекается вещественная симметричная К-матрица, а, зн; чит, и сечения всех процессов.
Практическая реализация коллективного адиабатического подхс да сразу столкнулась с рядом математических трудностей. Прежде всег это относится к вычислению перекрытий на гиперсфере качественно ра; личных состояний (кластерных и коллективных) в широком диапазон коллективной переменной. Далее, при расчетах важнейших ядерных pear ций необходимо учитывать большое число открытых и виртуальных каш лов, потому что они оказывают существенное влияние на сечение процес са.
Итак, развитие расчетной схемы коллективного адиабатическог подхода представляет собой актуальную задачу.
Целью настоящей работы является развитие математического аг парата коллективного адиабатического подхода на примере пятинуклон ной системы; расчет ігизкознергетическнх сечений реакции синтез D -г Т —> п +- а и упругого рассеяния нейтрона 'на а -частиц я 4-а-» и'4-а' с учетом канала дезинтеграции дейтро на D + Т -> п + р 4- Т; исследование перспектив применения коллек
тканого адиабатического подхода для систем с большим числом нуклоно: на примере ядра иО.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые: найдены функции каналов и + ос и D + T в кластерном приближе нии;
рассчитаны иизкоэнергетнческие сечения реакций D 4- Т —> п 4- а і П + а -> п' + а' с единым NN-взаимодействием, правильно -описы ваюший внутренние состояния фрагментов;
рассчитана матрица NN-взаимодействия пятинуклонной системы і базисе потенциальных гармоник методом случайных блужданий н; гиперсфере;
учтен виртуальный канал дезинтеграции дейтрона в непрерывно!^ спектре пятинуклонной системы;
с помощью случайных блужданий на гиперсфере в кластерных переменных численно точно учтен принцип Паули в канале квартета а -частиц при всех значениях гиперрадиуса;
изучена чувствительность сечений к вариациям четных и нечетных составляющих NN-взаимодействия;
рассчитаны уровни энергии тяжелого изотопа пЫ в основном приближении метода гиперсферических функций; установлено, что кластерные функции каналов D + Т и п + <х в области пересечения фрагментов практически полностью состоят из основных гармоних;
впервые обнаружено дальнодействие между фрагментами в реакции синтеза D + Т -» п + а;
установлено, что виртуальный канал п + р+ Т заметно влияет только на сечение упругого рассеяния нейтрона на а-частице п + а->п'+а'.
Научное и практическое значение работы
Развитая расчетная схема коллективного адиабатического подхода ожет с успехом применяться для любых ядер р-обояочки.
Установленное дальнодействие между фрагментами канала может ривести к пересмотру наших представлений о кинематике ядерных реах-ий.
Исследования основного состояния ядра нО показывает, что в прнро-е могут существовать стабильные системы, имеющие в основном кла-герную структуру.
Коллективный адиабатический подход позволяет проводить с единых озиций микроскопическпй расчет как дискретного, так и непрерывного пектров нуклонных систем.
Развитый метод позволит приступить к планомерному исследованию вязи данных о непрерывном спектре нуклонных систем с деталями NN-ізаимодействия.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Расчетные сечения реакции синтеза D + Т -> л 4- а и упругого рассеяния нейтрона на а -частице п + а —> п' + а' хорошо воспроизводят экспериментальные данные.
-
Расчеты свидетельствуют о Р-волновом механизме низко-энергетического сечения реакции синтеза D + Т -> п + а.
3*. Сечение упругого рассеяния нейтрона на а-частице невоз-
можно описать без учета канала дезинтеграции дейтро-нап + р + Г.
-
Потенциальные гармоники пятинуклонной системы вносят не существенные вклады в сечение процессов D + T -*.п + а и л+<х->л' + а'.
-
Метод случайных блужданий на гиперсфере в кластерных переменных позволяет численно реализовать коллективный адиабатический подход в системах с большим числом нуклонов А < 16.
-
В коллективном адиабатическом подходе 4а-частичный канал правильно описывает энергию и радиус основного состояния ядра }60 в отличии от базиса потенциальных гармоник.
-
Тяжелый изотоп nLi не является ядерно стабильным.
-
Обнаружен резонанс в сечении реакции упругого рассеяния нейтрона на а -частице ниже порога канала D + Г в окрестности энергии налетающих нейтронов Ек « 20 МэВ.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались иа Международной школе-семинаре по фюике тяжелых ионов (Дубна, 1993 г.), XLV Международном совещании по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Санкт-Петербург, 1995 г.), XLVI Международном совещании по ядерной спектроскопии и структуре атомногс ядра (Москва, 1996 г.), XLVII Международном совещании по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Обнинск, 1997 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, которые перечислены в конце автореферата. О собственном вкладе авторз в работах выполненных в соавторстве, отмечено в диссертации.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и двух приложений. Она изложена на 138 страницах машинописного текста, включающих 47 рисунков, 7 таблиц и список литературы из 51 наименования.
