Введение к работе
Актуальность проблемы
Актуальность темы диссертации определяется необходимостью теоретической интерпретации обширной экспериментальной информации о мультипольных резонансах в сечениях возбуждения ядер различными пробными частицами, накопленной за несколько последних десятилетий.
Одной из задач, поставленных перед теорией ядра, является адекватная интерпретация структуры мультипольных гигантских резонансов (МГР) в ядрах с незаполненными оболочками. Актуальность этой задачи определяется также и тем фактом, что корреляции в основном состоянии разрушают замкнутость оболочек даже для дважды магических ядер. Экспериментальное исследование квадрупольных моментов и вращательных спектров "немагических" ядер приводит к выводу, что все они не являются сферически симметричными системами нуклонов. Этот факт делает особенно актуальными попытки микроскопического описания высоковозбужденных состояний этих ядер методами, позволяющими с той или иной степенью приближения учесть эффекты деформации.
Построение базиса и теоретический расчет волновых функций и энергий возбуждения МГР в деформированных ядрах представляет собой особую проблему. Громоздкость схемы Нильссона и слишком большая неопределенность в выборе параметров расчета в этой схеме делают ее мало пригодной для теоретического описания МГР. Одной из целей данной работы является исследование возможностей микроскопического описания МГР в деформированных ядрах на основе версии «частица - состояние конечного ядра» (ЧСКЯ) многочастичной модели оболочек, когда при построении базиса входных конфигураций используются данные прямых реакций подхвата {pick-up) нуклона из ядра-мишени. Основанием для этой попытки является уверенность в том, что распределение по энергиям конечных ядер и величины спектроскопических факторов прямых реакций подхвата в значительной степрш обусловлены .эффектами де-
формации и что использование спектроскопической информации позволяет учесть эти эффекты хотя бы частично. Наиболее показательным в этом отношении является исследование ги-гантского дипольного резонанса в ядре Mg, значительная деформация которого четко проявляется во вращательном спектре.
Цель работы состояла в получении микроскопического описания мультипольных возбуждений атомных ядер с незамкнутой лі-оболочкой. При этом решались следующие задачи: обоснование и реализация метода расчета волновых функций возбужденных состояний ядер, деформированных в основном состоянии и приложение его к исследованию мультипольных резонансов 1Й<з>возбуждений ядер .«/-оболочки; исследование в рамках единого подхода резонансов различной мультипольности от электрического дипольного до магнитных резонансов максимального спина; исследование относительного вклада переходов из/>- и stff-оболочек во все 1/ну-резонансы ядер 24Mg и 26Mg; изучение особенностей фрагментации мультипольных резонансов -выяснение роли различных факторов в формировании сечений МГР.
Научная новизна и практическая ценность
В диссертации впервые получены следующие результаты:
-
С помощью метода расчета ядерных возбуждений ЧСКЯ ("частица - состояние конечного ядра") получены волновые функции 1/ку-резонансов всех мультипольностей от 1 до 6 в ядрах 24Mg, 26Mg и показано, что распределение дырочных состояний по уровням конечных ядер (наряду с изоспиновым расщеплением) формирует промежуточную структуру сечений мультипольных возбуждений.
-
Проведено исследование вкладов спиновых и орбитальных компонент внутриядерного тока в мультипольные возбуждения при различных переданных ядру импульсах; показано, что спин-мультипольные операторы ответственны за образование электрических и магнитных резонансов в области больших переданных импульсов.
4:
-
Рассчитаны продольные и поперечные формфакторы муль-типольных резонансов в исследуемых ядрах в области переданных ядру импульсов от q = со до 1.8 Фм'1. Проведено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными.
-
Проанализированы конфигурационные структуры волновых функций и исследованы относительные вклады переходов из р- и из ^-оболочек в распределение формфакторов в исследуемых ядрах.
-
Показано, что использование спектроскопической информации прямых реакций в модели ЧСКЯ ядра дает возможность получения микроскопического описания мультипольных резонансов в ядрах с оболочечной структурой, далекой от замкнутости и деформированных в основном состоянии. Проведенное исследование доказало, что использование спектроскопической информации прямых реакций подхвата позволяет избежать введения громоздких схем, обычно применяемых для деформированных ядер, и получить близкое к эксперименту описание структуры МГР в деформированных ядрах. Таким образом, впервые показана возможность использования связи прямых и резонансных реакций для микроскопического описания МГР в деформированных ядрах.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
Результаты теоретического исследования мультипольных резонансов ядер ^-оболочки, предпринятого в варианте «частица - состояние конечного ядра» многочастичной модели оболочек и показавшего, что разброс "дырочных" состояний по энергиям возбуждения ядер (/4-1) наряду с изоспиновым расщеплением является источником фрагментации мультипольных сил в ядрах с незамкнутыми оболочками.
Результаты исследования в едином подходе всех форм-факторов мультипольных возбуждений для ядер sd-оболочки на примере ядер 24Mg, 26Mg. Определение об-
ластей локализации спиновых и безспиновых мод ядерных возбуждений для различных мультипольных -переходов в диапазоне переданных ядру импульсов от q = (о до 1.8 Фм'1.
Результаты исследований дипольного резонанса в ядре 24Mg. Вывод о значительной роли конфигурационного расщепления в формировании Е\ резонанса в 24Mg: максимум в области энергий Е = 20 - 22 МэВ обусловлен переходами 1а?5/2->1/2р, в то время как максимум при энергии Е = 25 МэВ полностью формируется переходами \p->\dls.
Результаты исследований дипольного резонанса в ядре 26Mg. Выявлена природа главных максимумов фотоядерного резонанса: в частности, получило объяснение различие в экспериментальных картинах (у, п) и {у, р). Первый пик в сечении {у, п) реакции, практически отсутствующий в сечении (у, р), воспроизводится в теоретическом расчете как состояние, в котором доминирует конфигурация, построенная на основном состоянии ядра 25Mg с изоспином 1/2. Следующий пик резонанса содержит с большим весом конфигурацию, построенную на основном состоянии ядра 25Na с изоспином 3/2. Его распад идет как по {у, р), так и по {у, п) каналам. Влияние р-оболочки становится существенным в области Е > 30 МэВ.
Результаты исследования магнитного квадрупольного и электрических ЕЪ, Е5 резонансов в ядрах 24Mg и 26Mg.
Результаты исследования магнитных резонансов высших мультиполъностей на примере МА резонанса максимального спина для перехода 1/?з/2-> 1^5/2 и М> резонанса для перехода 1д?5/2-> 1/7/2- Вывод о значительной фрагментации силы М6-перехода в 26Mg по 10 пикам, в то время как для Мб резонанса в 24Mg теория предсказывает всего три состояния 6". Вывод об относительно заметной роли А/4 резонанса в сечении возбуждения при переданном им-
пульсе q = 1.8 Фм"1 вследствие подобия зависимостей формфакторов от переданного импульса. Соответствие полученной в модели теоретической картины экспериментальным данным.
Результаты исследования относительной роли переходов из р- и из saf-оболочек в формировании структуры МГР в исследуемых ядрах. Вывод о том, что относительный вклад переходов \dyi-*\flp, 2sm-+\flp во все -резонансы в 24Mg, 26Mg составляет 5-12% и меняется незначительно при изменении переданного импульса q. Главные максимумы и основная структура резонансов определяются переходами \dbn->\flpw. \p^>\dls.
Вывод о том, что использование спектроскопической информации прямых реакций в модели ЧСКЯ ядра дает возможность получения микроскопического описания мультипольных резонансов в ядрах с оболочечной структурой, далекой от замкнутости. Показана возможность использования связи прямых и резонансных реакций для адекватного микроскопического описания МГР в деформированных ядрах.
Апробация диссертации
Основные результаты диссертации докладывались на 53, 54 и 55 международных совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Москва, 2003г., Белгород, 2004г., Санкт-Петербург, 2005г.), на международной конференции по ядерной структуре (Дубна, 2003), на X международном семинаре по электромагнитным взаимодействиям (Москва, 2003). Результаты опубликованы в восьми статьях, трудах и тезисах конференций.
Объем работы
Диссертация состоит из введения, шести глав основного содержания, заключения, приложения и содержит 98 страниц, включая 21 рисунков и список литературы из 108 наименований.
