Введение к работе
Актуальность работы. Предположение о возможном существовании нового впда электромагнитных моментов впервые было выдвп-путо Я. Б. Зельдовичем в 1357 году. В 19GC-1974 годах В. М. Дубовик п А. А. Чешков подробно исследовали структуру мультипольного разложения электромагнитного тока п обнаружили новое (по сравнению с электрическими п магнитными) семейство мультипольних моментов - торопдных моментов.
В работах М.А.Лпстснгартена п соавторов, посвященных тсоргш аномальных коэффициентов внутренней конверсии 7-лучей (КВК) в 1959-1976 годах было показано, что внутриядерные конверсионные матричные элементы, извлекаемые при анализе аномальных КВК Е1-переходоп, представляют собой переходные торопдные моменты атомных ядер. Тем самым существование объекта, введенного в физику теоретическим путем, получило экспериментальное подтверждение в фд-опке ядра.
Другая область проявления торопдного момента в ядерных процессах связана с существованием коллективных движений в ядре. В настоящее время, благодаря развитию экспериментальной ядерной физики получен ряд новых результатов в областп ядерного коллективного движения. Появилась экспериментальная информация о компрессионных возбуждениях с А = 1. В макроскопических моделях они интерпретируются как смешанные дппольные колебания объема и д-лффуоностц, сохраняющие центр масс ядра неподвижным. Следовательно, при пх исследовании необходимо выйти за рамки длинноволнового приближения (ДВП). Как только это будет сделано, возникает возможность изучать также п дппольные торопдные возбуждения, т.к. действие соответствующего им оператора может быть замечено только вне рамок ДВП.
Понятие "торопдные возбуждения" было введено в теорию коллективного ядерного движения Семснко п Хояьцвартом. Для оценки энергий и вероятностей возбуждения торопдных мод в работах Семснко пепольоовалпеь правила сумм RPA с очень простым гамильтонианом, а в работах Хольцварта и др. решались уравнения ядерной флюид-динампкп, полученные из уравнения Власова с помощью скэйлннг-прпблпження. В работах этих н других авторов оценка для энергии торопдного возмущения получалась в районе гигантского дипольного резонанса (ГДР), так что не было уверенности, можно ли экспериментально отделить эту моду от ГДР. Чтобы можно было с большей определенностью судить об этой проблеме, нужно провести как можно
бодее точные расчеты с реалистическим взаимодействием, что и является одной по делец диссертации.
Метод моментов функции Впгнера хорошо оарс-:омендовал себя при описании коллективных ддерных возбужденна раоличной муль-типольностп, поэтому он используется в дпсссртацпп для поучения торондных п других связанных с hums возбуждений отрицательной четности. Он особенно привлекателен с практической точки зрения -задачу нахождения вибрационного спектра ядра удается свести к решению системы линейных алгебраических уравнений. Конструктивная простота п алгоритмпзуемость применяемого метода позволяют использовать аналитическое программирование, что п сделало возможными расчеты с реалистическим взаимодействием.
Цель работы - дальнейшее развитие метода МФВ п изучение с его помощью новых коллективных возбуждении торопдного типа; вывод п решение новых уравнений движения для дппольных неприводимых тепзороз с выходом за рамки ДВП; расчет энергий и вероятностей возбуждения торопдиых мод п других дппольных состояний отрицательной четностп.
Научная новизна и практическая ценность.
В дпсссртацпп получил дальнейшее развитие метод моментов функции Впгнера (МФВ): получен новый, альтернативный вид впрпальных уравнений для тензоров произвольного ранга; выведены уравнения для тензоров третьего ранга с взаимодействием Скирма.
Решены методические проблемы метода МФВ: проблема вложенных уравнений и проблема определения тока.
Впервые решена система уравнений для дппольных неприводимых тензоров с выходом за рамки длинноволнового приближения, причем движение центра масс исключается точно.
Определено положение центроида пооскалярного гигантского дипольного резонанса, а также группы нпзколежащпх пзоскаляр-ных 1~-состоянкй.
Предсказаны положение центропда п вероятность возбуждения компрессионного пзовекторного ГДР.
Предсказаны положение центроида п вероятность возбуждения новой коллективной токовой моды - тороидной.
Раоработанная в дпссертапші методика позволяет рассчитывать энергии п вероятности возбуждения как гигантских резонансоп, так п япзкояежащпх коллективных состояний с реалпетхпеекпм взапмодей-ствпем, стимулируя тем самым экспериментальный попек предсказываемых теорией новых коллективных мод в атомных ядрах.
Апробация работы.
Материалы, послужившие основой данной дпесертадпп, представлялись на 41,42 п 43 Международных совещаниях по ядерной спектроскопии и структуре атомнего ядра (Минск, 1991; Алма-Ата, 1992; Дубна, 1993), Международной конференции "Структура ядра и ядерные реакции при нпокпх п промежуточных энергиях" (Дубна, 1992), 8 п 9 Семинарах по точным измерениям в ядерной спектроскопии (Ужгород, 1990; Дубна, 1992). Они также неоднократно докладывались на семинарах кафедры ядерной спектроскопии СПбГУ, ЛТФ OIDfflf ISN (Гренобль), INf N (Катания).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 8 работах.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, трех приложений п заключения. Содержит 107 страниц текста, включая С рисунков п 6 таблиц; в список литературы включено 98 напмено-аанпп.
Основные результаты, выносимые на защиту.
-
В методе моментов функции Впгнера выведено уравнение движения для декартовых тензоров произвольного ранга с произвольным видом взаимодействия. Ио него получены соответствующие уравнения движения для тензороп третьего ранга с силами Скп-рма.
-
Рассчитаны энергии п вероятности возбуждения коллективных 3~- п 2~-состояшш. Получено хорошее описание пзоскалярного гигантского октупопьного резонансаи нпзкоэнергетпческого пзоскалярного октупольного резонанса. Расчеты согласуются с немногочисленными экспериментальными данными по пэовекторным высокомжащему п нпзколежащему октупольным резонансам. Результаты для магнитного квадрупольного резонанса не противоречат современным экспериментальным данным.
-
Вычислены энергии и вклад в правило сумм пзоскалярного дипольного гигантского резонанса. Результаты согласуются с экспериментом. Предсказан компрессионный изовецторный гигантский ддпольныц реэонанс.
-
Получены нпзколежащпе резонанси, которые могут быть интерпретированы как компрессионные пооскалярные возбуждения. Их суммарный вклад в электромагнитное (кулоновскос) п нэоска-пярное правила сумм хорошо согласуется с результатами недавних экспериментов.
-
Рассчитаны энергии и вероятности возбуждения новой коллективной токовой ыоды - торопдной. Показало, что она должна находиться ниже центроида гигантского дипольного рсзонапса.
-
Вычислены статические дипольные торопдные моменты для ряда деформированных ядер в модели Нпльссона.