Введение к работе
Актуальность проблемы. Почти 50 лет изучения Дипольного Гигантского Резонанса (ДГР) сыграли ведущую роль в формировании современных представлений о коллективных возбуждениях в ядрах. Различные приближения, развитые для описания ДГР, были, главным образом, направлены на интерпретацию его усредненных характеристик: области локализации резонанса, его формы и ширины. Соответствующие данные обычно брались либо из экспериментов по измерению сечения фотопоглощения, либо из экспериментов по измерению полных фотопротонных и фотонейтронных сечений.
Однако распадные характеристики ДГР, и особенно, так называемые парциальные фотоядерные каналы (y,Xj), где х -испускаемая ядром частица (протон, нейтрон, а-частица и т.д.), а индекс і относится к определенному состоянию конечного ядра, содержат значительно большую информацию о природе ДГР. Действительно, как правило, конечные состояния лежат значительно ниже ДГР. Их свойства обычно хорошо известны из других экспериментов. Знание природы низколежащих заселяемых состояний позволяет получить иовую информацию о высоколежащих распадающихся состояниях ДГР.
Данные о парциальных фотоядерных каналах получают в двух типах экспериментов. Измеряют либо энергетические спектры вылетевших из ядра частиц х, либо спектры у'-квантов, снимающих возбуждение конечного ядра реакции. Эксперименты последнего типа называют (у,ху')-экспериментами. Использование в (у,ху')~ экспериментах германиевых детекторов, имеющих высокое энергетическое разрешение, позволяет разделять фотоядерные каналы, соответствующие заселению отдельных близкорасположенных уровней конечного ядра. Еще одним преимуществом этого метода является то, что он позволяет одновременно изучать фотоядерные каналы, соответствующие эмиссии из ядра частиц различного типа.
Настоящая Диссертация является итогом анализа большой совокупности данных (у ,ху')-эксперментов. Высокая разрешающая способность этих экспериментов позволяет существенно продвинуться в понимании механизма формирования и распада ДГР.
Этот механизм в общих чертах сводится к следующему. При поглощении ядром El-фотона образуется коллективное входное
дипольное состояние, являющееся суперпозицией частотно-дырочных (1рШ)-конфигуращш. Распад этого состояния происходит либо посредством вылета нуклона в непрерывный спектр и образования ядра в дырочном (Ш)-состояшш (полупрямой механизм), либо путем последовательного перехода ядра в более сложные состояния - 2р2п, ЗрЗп и т.д. (предравновесная стадия) вплоть до стадии установления теплового равновесия (стадии компаунд-ядра). На каждой из этих стадий возможен вылет частицы в непрерывный спектр, что приводит к появлению статистических продуктов распада. Выяснение роли всех перечисленных типов распада ДГР является одной из центральных проблем фюики фотоядерных реакций.
Сведения о парциальных фотонуклонных реакциях (y,Pt) и (у ,Пі) позволяют решить эту проблему [1]. Парциальные фотонуклонные сечения дают также возможность определить роль ядерных оболочек в формировании ДГР [2].
К настоящему времени наиболее полные (у,ху')-данные имеются для ядер ld2s-o6anro4Kn с А= 16-40. Для этой области массовых чисел в (у,ху')-экспериментах было изучено 16 ядер [3,4], что позволило выделить сотни парциальных каналов распада ДГР. В результате исследований установлена важная роль явления конфигурационного расщепления ДГР для ядер начала и середины ld2s-o6ono4KH и получена количественная информация о роли различных механизмов релаксации ДГР [4]. Однако, среди ядер ld2s-облочки таким методом ранее не исследовались ядра подоболочки ld3/2 с А=33-38, к которым относятся изотопы С1. Это существенно
обедняло систематику (у,ху')-данных нуклидов конца ісШ-облочки и не позволяло изучить тенденцию изменения характеристик ДГР при нуклонном заполнении подоболочки ld3/2.
Кроме того, совершенно отсутствовали данные о парциальных фотоядерных каналах из (у,ху')-экспериментов для ядер Шр-оболочкя, ДГР которых существенно менее изучен, чем ДГР ядер Шз-оболочки.
Целью работы являлось получение отсутствующих данных из (у.ху')-экспериментов и их анализ. Объектами исследований были выбраны изотопы хлора М,37С1, относящиеся к ядрам конца Шз-оболочки, а также ядра Шр-оболочки - 45Sc и 58Ni. Основным исходным материалом для Диссертации были энергетические
пекгры у'-квантов из реакции (y.x-j'), измеренные на пучке ормозного у-излучения с верхней /ранлцей Е=32 МэВ.
Новизна работы. Все основные результаты работы являются ювыми:
1. Были расшифрованы и обработаны спектры у'-квантов ш
у ,ху ^-экспериментов для ядер 3S37C1, 4SSc и S8Ni, измеренные на сучке тормозного излучения с Е=32 МэВ.
-
Для всех перечисленных выше ядер были получены гроинтегрированные по области ДГР парциальные фотоядерные ечения сг^О), отвечающие заселению отдельных возбужденных юстояний конечных ядер.
-
На основе этих данных были определены полупрямые :омпоненты a^(i) этих парциальных сечений и вероятности
юлупрямого распада ДГР в целом.
4. Были найдены вероятности Е1 -возбуждения ветви
.f2p->lg2d3s в ДГР всех исследованных ядер.
5. Полученные сведения были проанализированы вместе со
ісеми имеющимися данными о парциальных фотоядерных каналах,
голученными в более ранних исследованиях, и на основе этого
іналнза были сделаны выводы о механизме формировавши и
эаспада ДГР ядер с массовыми числами А=32-58.
Научная и практическая ценность работы. Получен большой )бъем новой экспериментальной информации о ДГР ядер с А-35-58. Зпервые были получены сведения о 90 парциальных фотонуклонных саналах ядер этой области, что позволило прояснить механизм формирования и распада ДГР ядер конца Шв-оболочки и ядер Шр-)болочки.
Принципы обработки и интерпретации экспериментальных щнных, использованные в Диссертации, в частности, программа 5EMIDIRECT для нахождения полупрямых компонент сечений, логут быть использованы при анализе аналогичных фотоядерных щнных для других ядер, а также при анализе ядерных реакций іругого типа, приводящих к заселению отдельных состояний конечных ядер.
На защиту выносятся:
интегральные сечения парциальных фотоядерных реакций для ядер 35,37С1, 45Sc и S8Ni, полученные из анализа данных (у,ху')-экспериментов;
полупрямые компоненты этих сечений, полученные с помощью программы SEMIDIRECT;
сведения о вероятности полупрямого распада ДГР ядер 35,37С1, 45Sc и 58№ и о роли нуклонов различных оболочек в формировании ДГР этих ядер;
результаты совместного анализа данных для ядер с массовыми числами А=32-58 и выводы о механизме формирования и распада ДГР ядер этой области.
Апробация работы. Результаты Диссертации докладывались на
- Международной конференции по ядерной структуре и
ядерным реакциями при низких и промежуточных энергиях в Дубне,
1992 г.;
- Трех Международных совсщениях по ядерной спектроскопии
и структуре атомного ядра в Дубне, 1993 г., Санкт-Петербурге, 1994
г. и 1995 г.;
- ГУ Международной конференции по избранным вопросам
ядерной структуры в Дубне, 1994 г.;
- Конференции европейского физического общества по
ядерной динамике низких энергий, Санкт-Петербург, 1995 г.;
- Научной конференции "Ломоносовские чтения" в МГУ,
1995г.;
Они представлены в материалах
Международной конференции по ядерной физике в Пекине, 1995г.
ГУ международной конференции "Применение полупроводниковых детекторов в ядерной физике" в Юрмале, 1995г.;
- Международном рабочем совещании по использованию
микроіронов в ядерной физике в Пловдиве, 1995 г.
Результаты Диссертации опубликованы в девятнадцати научных работах, включая один препринт НИИЯФ МГУ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из Введения, пяти Глав, Заключения и Списка литературы. Объем диссертации составляет 114 страниц и включает в себя 25 рисунков, 27 таблиц и список литературы из 55 наименований.
