Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Ядерная физика имеет дело с двумя фундаментальными проблемами: сильным взаимодействием составляющих ядро нуклонов и задачей многих тел для описания их динамики. Неполнота наших знаний с необходимостью влечет использование модельных представлений. Поэтому история развития ядерной физики изобилует примерами заимствования и удачного развития идей из всех областей физики.
Период бурного развития теории ядра характеризовался возникновением многочисленных моделей, в разной степени описывающих отдельные экспериментальные данные. По мере накопления последних обозначились крупные области ядерных свойств, для теоретического описания которых имеются надежные модельные представления. Прогресс в теории ядра связан как с углублением конкретных модельных представлений, улучшением количественного описания выделенных ядерных свойств, так и с расширением области их применения, поиском общих методологических принципов, превращающих множество изолированных моделей в теорию. Примером этого может служить создание и развитие обобщенной модели ядра.
Множество ядер можно разделить на большие группы: легкие, магические и ядра с заполненными оболочками, сферические, деформированные и переходные ядра. Внутри каждой группы свойства основных состояний ядер и характер их возбуждений качественно подобны, что позволяет выделить типичные особенности и с помощью конкретных моделей описать их. При переходе от одной группы ядер к другой или от одних свойств к другим (например, по энергии возбуждения) меняются и модельные представления.
Современный период развития теории ядра отличает осознание того, что отмеченное разбиение ядер на группы по их свойствам принципиально условно. Например, форма ядра или даже тип симметрии не являются его неизменной характеристикой. Такая же мера условности свойственна и выбору ядерной модели. В настоящее время на передний край выдвинулись практические задачи, связанные с количественным описанием наблюдаемых ядерных свойств, а в теории - с выяснением смысла феноменологических параметров.
Неполнота наших знаний, технические сложности и стремление выделить главные черты явления приводят к необходимости использования в моделях эффективных параметров, значения которых определяются из сравнения с экспериментальными данными. При этом результаты становятся модельно-зависимыми, а сама модель «приписывается» к этим дан-
ным. Однако существует возможность описания одних и тех же данных с помощью разных моделей. Большой методический интерес для теории представляет пересчет параметров одной модели через другие.
В диссертации собраны результаты, полученные автором при решении задач, вытекавших из логики развития теории ядра или диктовавшихся новыми экспериментальными исследованиями. Этим определялась актуальность постановки задачи в каждом конкретном случае. Большинство результатов диссертации не только не потеряло своей актуальности и сейчас, но даже получает развитие в связи с изучением новых ядер, удаленных от полосы бета-стабильности, открытием супердефор-мированных вращательных полос, исследованием мезоатомных систем и динамики ядерных реакций с тяжелыми ионами.
Цель работы и постановка задач.
Целью диссертационной работы было собрать и систематически изложить результаты исследований, связанных с изучением структуры низколежащих состояний деформированных ядер. Основное внимание в диссертации уделено физической постановке конкретных задач, изложению полученных автором результатов, выявлению физического смысла использованных модельных представлений, сравнению с экспериментальными данными и с результатами других авторов.
В диссертации ставились следующие задачи:
-
Создать наиболее полную систематику монопольных возбуждений четно-четных ядер, выделяя формирующие их основные моды ядерного движения.
-
Изучить влияние сосуществования ядерных форм и остаточного нейтрон-протонного взаимодействия на свойства низколежащих состояний переходных ядер.
-
Исследовать роль условий согласования в канале частица-частица, восстанавливающих нарушенные в традиционном подходе симметрии, при описании свойств основных состояний деформированных ядер с развитым спариванием.
-
Изучить спектр и свойства однофононных возбуждений четно-четных ядер в модели с самосогласованным спариванием.
-
Провести систематику вращательных полос нечетных ядер на основе феноменологической модели переменного момента инерции.
-
Изучить динамику вращения деформированных ядер в самосогласованной модели принудительного вращения. Провести сопоставление
двух трактовок ядерного вращения - на основе квазичастичного и бо-зонного подходов.
г. Исследовать возможность возбуждения ядерных степеней свободы при распаде мюона, находящегося на К-орбите мезоатома. Рассчитать спектры отдачи ядра и вероятности его возбуждения.
!. Оценить вероятность «аксионного» перехода, сопровождающего разрядку изомерного состояния ядра 12imTe.
>. Изучить неадиабатическую динамику спуска ядра с седловой точки до точки разрыва в процессе деления. Исследовать зависимость эффективной силы трения от скорости коллективного движения.
Несмотря на широкий диапазон ядерной проблематики - от квази-тстичной структуры ядерных уровней до динамики деления, главным тризнаком, объединяющим предлагаемые решения, является ядерная деформация. С ней связаны или ей сопутствуют все явления, рассмотренные » диссертации. Естественно, это потребовало использования соответст-$ующих технических приемов, характерных для деформированных ядер. Единство этих приемов также лежит в основе отбора материала для дис-;ертации.
Научная новизна и практическое значение результатов.
В диссертации рассмотрены вопросы, связанные с модельным опи-:анием свойств низколежащих состояний деформированных ядер. В ре-іультате систематического изучения, опирающегося на тематическую іодборку экспериментального материала и его анализ на основе имею-цихся ядерных моделей, получен обширный материал, дающий, с одной л-ороны, единое представление об идеях и методах, лежащих в основе различных модельных подходов, а с другой - позволяющий выделить :войства ядерных состояний, не укладывающиеся в общепринятые рамки і требующие своего объяснения.
Акцент в диссертации сделан на развитие или обобщение традиционных моделей, позволяющее изучать наблюдаемые качественные особенности этих свойств. В теоретическом плане преимущество отдается ^чету условий самосогласования, вытекающих, например, из требований :имметрии, и связывающих физические величины, рассматривавшиеся ранее как независимые. Принципиальным является использование аналитических методов в расчетах и проверка полноты использованных одно-частичных пространств. В практическом отношении это приводит к со-фащению числа подгоночных параметров при расчетах, а в некоторых :лучаях - к «модельно-независимым» результатам.
Предложенный подход оказался наиболее продуктивным при тес ретическом обосновании или обработке результатов новых экспериме} тов, когда требовались расчеты «из первых принципов», с минимуме неопределенностей, вносимых моделью или расчетом. Внутренняя устої чивость теоретического результата, обеспечиваемая условиями самосс гласования, здесь становится решающим признаком его достоверности.
Все полученные в диссертации результаты являются оригинальнь ми.
Достоверность результатов и апробация работы.
Достоверность полученных в диссертации результатов определяете в основном использованием современного теоретического аппарат; тщательным сравнением с результатами традиционных расчетов, рабе тами других авторов и с данными эксперимента. Выводы, полученные і систематик, опираются на наиболее полные компиляции эксперими тальных данных. При планировании новых экспериментальных исследс ваний в диссертации предложены «модельно-независимые» оценки, ош рающиеся на надежно установленную экспериментальную информацию.
Основные результаты диссертации докладывались на ежегодны Совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, мел дународных конференциях и рабочих совещаниях по теории ядра в Дус не, Ленинграде, Праге, Гейдельберге и Дармштадте, на научных семиш pax ПИЯФ им.Б.П.Константинова РАН, Кафедры ядерной физик СПбГУ, Циклотронной лаборатории ФТИ им.А.Ф.Иоффе РАН, Лабе ратории теоретической физики и Лаборатории ядерных проблем ОИЯІ' Теоретического отдела ФЭИ, ИЯИ НАН Украины.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, шести глав, приложения, заклк чения и списка цитированной литературы. Объем диссертации составляс 223 страницы. Она содержит 27 таблиц и 40 рисунков. Список литерат] ры содержит 169 ссылок.
