Введение к работе
Актуальность работы. Исследование процесса образования экзотических атоиов в веществе имеет первостепенное значение для различных областей мезоатомной физики. Характеристики этого процесса существенно влияют на протекание последующих мезоатомных процессов. Это является одной из основных причин того, что многие наблюдаемые величины, такие, как относительные интенсивности рентгеновского излучения мюонных и адронных атомов в химических соединениях, вероятности ядерного поглощения п'-меэонов химически связанными протонами, остаточная поляризация мюонов в веществе и др., оказываются сильно зависящими от атомно-молекулярной структуры мишени (см., например, кириллов-Угрюмов В.Г., Никитин Ю.П., Сергеев Ф.М., атомы и мезоны. -. М., Атомиздат, 1980.)
Особую актуальность приобрело изучение процессов образования мюонных атомов в водороде (включая изотопические смеси) в связи . с интенсивно развивающимися в последнее время исследованиями физики мкюнного катализа (см. Герштейн с.с, петров D.В., Пономарев Л.И. Мюонный катализ и ядерный бридинг// УФН, 1990,т.160, с.1-46). Эти исследования могут иметь большое практическое значение, поскольку в настоящее время рассматриваются возможности создания гибридного мюкаталитического реактора. Первичные распределения мюонных атомов после их образования необходимы для анализа последующих процессов, в частности, для анализа кинетики мюонного катализа в мюкаталитическом реакторе.
знание первичных распределений мюонных и адронных атомов водорода по кинетической энергии и квантовым состояниям необходимо также для анализа и объяснения многих других экспериментальных данных, в том числе таких, которые представляются "загадочными" с точки зрения существующих представлений (наличие высокоэнергетической компоненты в распределении п-р-атомов по кинетической энергии, аномальное временное поведение передачи мюонов от водорода к некоторым примесным элементам.
Таким образом, исследование процессов образования мюонных атомов и получение их кинетических характеристик является важной проблемой при изучении самых различных вопросов мезоатомной физики.
Цель диссертационной работы - исследовать механизмы образо-
вания мюонных атомов в молекулярном водороде и получить первичные распределения мюонных атомов по квантовым состояниям и кинетической энергии.
Научная новизна, в диссертации впервые проведено исследование каналов распада мю-молекулярного комплекса, образующегося в результате кулоновского захвата мюона молекулой водорода. Показано, что основными каналами распада комплекса являются оже-ионизация (с последующей диссоциацией возбужденного мю-иона на мю-атом и ядро) и прямая диссоциация на мю-атом и обычный атомх водорода. Рассчитаны высоковозбужденные термы мю-молекулярного иона с главным квантовым числом паю. Проведены расчеты скоростей оже-переходов в мю-молекулярном комплексе. Впервые получены первичные распределения мюонных атомов по квантовым состояниям и кинетической энергии, образовавшихся в результате распада высоковозбужденного мю-молекулярного комплекса. Научная и практическая ценность работы. Проведенные в работе исследования механизмов образования мюонных атомов позволяют получить цельную картину начальной стадии' мезоатомных процессов в молекулярном водороде. Первичные распределения мюонных атомов по квантовым состояниям и кинетической энергии являются исходными данными для анализа последующих процессов в экзотических атомах. Полученные в работе результаты могут быть использованы для анализа кинетики мюонного катализа ядерных реакций синтеза в мю-каталитическом гибридном реакторе.
На защиту выносятся следующие основные положения:
-
Образование мюонных атомов в молекулярном водороде происходит в результате распада высоковозбужденного мю-молекулярного комплекса, формирующегося при кулоновском захвате мюона, причем основными каналами распада комплекса являются прямая диссоциация на два нейтральных атома (мюонный и обычный) и оже-ионизация (с последующей диссоциацией образующегося мю-молекулярного иона на мюонный атом и ядро).
-
Результаты расчетов скоростей оже-переходов из высоковозбужденных состояний мю-молекулярного комплекса в модели "двух атомов", необходимые для выяснения соотношения между каналами распада комплекса и получения первичных распределений'комплекса.
-
квазиклассические условия квантования состояний заряженной частицы в поле двух одинаковых кулоновских центров при нали-
чий особых точек квазиимпульса в классически разрешенной области; численные расчеты констант разделения и энергий высоковозбужденных термов мю-молекулярного иона.
4. Первичные распределения мю-атомов по квантовым состояниям и кинетической энергии после распада высоковозбужденного мю-молекулярного комплекса, полученные в модели "быстрых оже-переходов" и в модели конкуренции диссоциации и оже-распада.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Международной конференции по мюонному катализу (/jCF-90, Вена, 1990 г.), на третьей Международной конференции по взаимодействию мюонов и пионов с веществом (MPIM-3, Дубна, 1994 г.), на Международном симпозиуме по мюонному катализу (jiCF-95, Дубна, 1995 г.), а также на семинаре отдела теоретических исследований ИМФ РНЦ "Курчатовский институт"(1995 г.), на семинарах лаборатории теоретического практикума НИИЯФ МГУ (1990-1995 гг.), на семинаре кафедры ОиСФ ИАТЭ (1995 г.).
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в девяти работах.
объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста , заключения, списка цитируемой литературы (73 наименования) и двух приложений. Объем диссертации - 135 страниц, включая 7 таблиц, и 18 рисунков.
