Введение к работе
Актуальность работа. Данные по рассеянию нєіітречев низких,
энергий уже давно являются источником информации о механизме ;
взаимодействия нейтронов с ядрами, о структуре атомного ядра иj
таким образом способствуют развитию теория ядра и ядершх реак
ций, стимулировали создание ряда моделей ззаимодейстзия нуклонов
с ядрами. і
Наиболее простой из них явилась оптическая модель упруго-' ' го рассеяния. Однако в рамках оптической модели не удается s удовлетворительно описать экспериментальные дапше по упругому 1 и неупругому рассеянию с универсальной для всех ядер интенсив-; ностыа мнимой части оптического потенциала. Это обстоятельство, в частности, свидетельствует о существовании нестатичеекк? эффектов в описании связи одночастичпых конфигураций с многочас-: точными. Однигл из таких систематически проявляющихся эффектов
является связь одночастичяых состояний с низколевддааі коллективных! 2+~ссстоянпяв,я (фононами) в "мягких" сферических ядрах (ка феноменологическом языке фононагл отвечают кванта колебаний ядерной поверхности). В обобщенной оптической модели _,или метода связанных каналов (VSK) (Tamuva Т.; Rev.Hod, Phys.?l963) ата связь учитывается явко, а связь с "иеколлектизкымя" много-частичными конфигурациями - в терминах "очищенного" от 2+-фо-понов оптического потенциала,
В практических реализациях Ь'ПК, учитывающих виртуальное возбуждение одно- или, максимум, двухфононнкх конфигураций ? было существенно улучшено в указанном выше сшсле описание эк-спериментальных данных по упруго:лу рассеянию нейтронов по сравнении с оптической моделью. Однако упомянутую трудность описания указанных экспериментальных данных с универсальной мнимой часть» оптического потенциала (хотя бы в среднем по А) в этих реализациях полностью преодолеть не удалось. С теоретической точки зрения в "малофононкых" версиях МСК взаимодействие частиц с 2+-фононами учитывается непоследовательно. Фактически такой подход означает использование теории возмущений по взаимодействию частица-фонон (предел слабой связи), когда учет этого взаимодействия не должен существенно менять соответствующие расчетные величины. Однако в наиболее интересном сточки зрения применения М(Ж в случае "мягких ядер" (т.е. ядер с относительно большим значением параметра динамической квад-рупольной деформации) мотет реализоваться случай сильной связи частица-фонон, когда малофононные версии МСК неприменимы. Однако вплоть до недавнего времени задача нейтрон-ядерного рассеяния в случае сильной связи не была решена ввиду практической сложности решения системы уравнений ЫСК в многофононком прибликении.
В последние года в связи с анализом силовых функций дырочных состояний при относительно больших энергиях возбуждения ( ^ 5+10 МэВ\ сформулирован многофонокный вариант метода связанных каналов (ШІСК) (Муравьев СЕ., Тулупов Б.А., Урин М.Г., ЯФ, 1988). Этот метод сформулирован на языке уравнения Лайсона для средней одно частичной функции Грина. МФМСК позволяет приближенно учесть связь одноквазичастичных состояний с много-фононными конфигурациями, используя тот же набор Феноменологи-
ческих параметров, что и в стандартных реализациях МСК.
"Платой" за относительную простоту формулировки и реалии эации ЫШПК является пренебрежение рядом эффектов: а) перенормировкой нуклон-фононной вершины ("перекрестными" графиками); б) энгармонизмом квадрупольных колебаний; в) влиянием принципа Паули при описаний многофононных конфигураций. Если точ-ность , с которой, можно" пренебречь двумя последними эффектами можно как-то оценить, то.в: пользу возможности пренебречь перекрестными графиками в работах Муравьева СЕ. и др. приведены лишь аргументы и оценки для некоторых предельных случаев. К недостаткам сформулированного в этих работах варианта МЖСК следует отнести также ограничения, в возможностях его применения, которые связаны с тем, что этот метод сформулирован в терминах средней одночастичной функции Грина и поэтому позволяет вычислять только.одночастичнне характеристики системы "нуклон* ядро" (на диагокализационном. языке- бєсфононнуго компоненту волновой функций системи).
Несмотря на то, что МЖК продемонстрировал свою перспективность и интенсивно применяется в различных приложениях,до сих пор не было установлено точное соответствие этого метода 0 традиционным методом связанных каналов (Thwiuvei Т^, который , в принципе, лишен указанных выше недостатков.
Таким образом, уточнение М5МСК (например, учет перенор-; мировки нуклон-фононной вершины), а такав расширение возмож-'. ностей его применения (например, расчет среднего сечения не- упругого рассеяния нейтронов низких энергий с возбуждением ; первого ^-уровня ядра-мишени) требует существенного развития -(посуществу, переформулировки) метода.
Кроме того приближение "поверхностного" взаимодействия частица-фонон, использованное в работах Муравьева СЕ и др. неприменимо для задач непрерывного спектра. Использование "реалистического" взаимодействия требует существенного совершенствования метода численного решения уравнений М<ШСК.
Нелыо тссеотапионноД работы являйся
-
формулировка новой версии МЖК и вывод соотношений для элементов S- матрицы, определяющих характеристики упругого и неупругого рассеяния нейтронов низких энергий;
-
количественный анализ в рамках МФМСК А-зависимос-
їєй характеристик упругого и неупругого рассеяния нейтронов низкхх энергий с использованием универсальных для всех ядер и величин параметров оптического потенциала;
-
количественный анализ силовых функций глубоких ней-тронно-дырочных состояний в "мягких" сферических ядрах;
-
количественный и качественный анализ вклада перекрестных графиков в указанные величины.
Научная новизна работы. В данной диссертации впервые сформулирована многофононная версия метода связанных каналов, позволявшая:
а) вычислять элементы средней матрицы рассеяния, определяющие
характеристики как упругого, так и неупругого (с возбуждением
первого ^-уровня) рассеяния нейтронов низких энергий сфери
ческими ядрами;
б) приближенно учитывать вклад перекрестных графиков (перенор
мировку нуклон-фононной вершины).
Впервые в рамках ШДСК проведен количественный анализ S- и р- нейтронных радиусов рассеяния, параметров анизотропии углового распределения и поляризации при упругом рассеянии нейтронов низких энергий, полного сечения неупругого (с возбуждением первого 2+-уровня) рассеяния для широкой области сферических ядер. Получено удовлетворительное описание экспериментальных данных для всех указанных величин с использованием универсальных для всех ядер и величин параметров оптического потенциала. Причем впервые получено удовлетворительное описание области отрицательных значений радиуса рассеяния для > -волны.
Впервые в- случае 2+-фононов в многофононном приближении проведен качественный и количественный анализ вклада перекрестных графиков в исследуемые характеристики.
Впервые в рамках МИНСК с учетом перекрестных графиков проведен количественный анализ силовых функций глубоких ней-тронно-дырочных состояний.
Практическая значимость работы. Разработанный в .диссертации метод (М<ШСК) может быть использован как при описании уже полученных экспериментальных данных, так и планированию новых экспериментов по возбуждению и распаду одноквазичастич-ных и частичнс^-фононных состояний в ядре при энергиях воэбуж-
дения ~ 5-Ю МэВ.
Результаты работы представляют интерес для ОИЯ РАН, (ЖЯП, НИИЯФ МГУ, ФЭИ, ОЯИ 7АН.
Апробация работа.
Основные результаты.диссертации докладывались на международной КОНфереНПИИ ПО НеКТрОНЯоЯ фИЗИКе (КИЄВ, 1989),'МЄЯДУ-
народной школе по нейтронной физика (Алушта, 1990), 37, 39,41,; 42 , совещаниях по ядерной спектроскопии я структуре атомного . ядра, международных конференциях в г. Сьаиьаї.^ (Германия), 1989, в г. Lod-z- (Польша) 1992, на семинарах ПЛИ РАН, СИЯЙ РАН, ФЭИ, ИЯИ УАН, ШИ, МГУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть статей, два доклада и шесть тезисов докладов.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и приложения. Содержит 77 стр., в том числе одну таблицу, 20рис. и список литературы из 44 наименований.
