- 2 -
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
I. Введение ..................................................... 3
ГЛАВА I. МОДЕЛИ АНОМАЛЬНОГО РАССЕЯНИЯ НАЗАД (АРН)
§ I. Квазиклассические объяснения. Глори эффект ................ 9
§ 2. Оптическая модель с @ -зависящей мнимой частью .... 12
§ 3. Обменный процесс ......................................... 17
§ 4. Фолдинг модель ......................................... 23
§ 5. Модель полюсов Редже (метод полюсов Редже)........... 30
ГЛАВА 2. ОТТАЛКИВАТЕЛЬНЫЙ ПОГЕНЩАЛ
§ I. Нелинейное уравнение Шредингера и аномальное ...........
рассеяние назад ......................................... 33
§ 2. Исследование эффекта короткодействующего отталкивания
в упругом рассеянии тяжелых ионов ........................ 36
§ 3. Сжимаемость ядерного вещества и АРН ...................... 40
ГЛАВА 3. МАКРОСКОПИЧЕСКИЙ ПОДХОД К АРН
§ I. Солитарный потенциал и АРН ............................... 50
§ 2. Практическая реализация идеи солитарного потенциала. 58
ГЛАВА 1У. МИКРОСКОПИЧЕСКИЙ ПОДХОД К АРН § I. Метод резонирующих групп и модель ортогональных
условий .................................................. 69
§ 2. Метод ортогональных условий и АРН..........................80
§ 3. Спектроскопический фактор и АРН............................93
Выводы ......................................................... 98
Заключение ..................................................... 99
Работы, в которых опубликовано основное содержание
диссертации ..................................................Л 01
Цитированная литература ........................................102
- 3 -
Введение
Ядерные реакции под действием тяжелых ионов и с* -частиц отличаются большим своеобразием, для последовательного описания которых требуется знание потенциала взаимодействия налетающих ионов с ядрами-мишенями, который в свою очередь, может быть определен из анализа данных по упругому рассеянию. Изучение упругого рассеяния представляет и значительный самостоятельный интерес. Это связано, во-первых, с тем, что оптические потенциалы для тяжелых ионов и ос -частиц отличаются от потенциалов для рассеяния нуклонов. Во-вторых, кластерная структура некоторых ядер может привести к усилению таких эффектов, которые обычно при рассеянии нуклонов слабо проявляются в упругом рассеянии ядер.
Имеющиеся экспериментальные данные по упругому рассеянию ряда тяжелых ионов и -частиц показывают}что угловые распределения имеют аномальное рассеяние назад (АРН) - рост сечения под большими углами. АРН особенно ярко проявляется при рассеянии ос -частиц и легких ионов на легких ядрах. Оказывается, что стандартная оптическая модель с сильным поглощением не способна описать АРН. Потребовалось введение ряда механизмов реакции, которые ослабляют поглощение в районе поверхности ядра.
В ряде объяснений АРН 171 ^ предполагалось, что при соприкосновении ядер образуется кваэимолекулярное промежуточное состояние с соответствующей ротационной структурой. Ядерная квазимолекула это конфигурация из двух или нескольких ядер, находящихся в состоянии взаимоного движения или же связанных вместе посредством нескольких валентных нуклонов.
Таким образом АРН превратилось в инструмент исследования
- 4 -
ядер, их квазимолекулярных и кластерных свойств, а также в инструмент исследования ион-ионного потенциала.
В настоящее время существует целый ряд моделей АРН. И нет ни одной модели, которая бы передавала все основные черты проявления АРН - энергетическую и изотопическую зависимости. Новые модели появляются и в последнее время. Это говорит об актуальности этой проблемы. Например, модель радарного рассеяния которая строится на анологии радарного рассеяния электромагнитных волн и резонансного взаимодействия тяжелых ионов £2]
Модели, объясняющие АРН, можно подразделить на макроскопические и микроскопические. Макроскопические модели помогают понять общие черты АРН, а микроскопические модели, помогают связать структуру ядра и АРН.
Цель настоящего исследования состояла с одной стороны в том, что на основе макроскопического подхода сформулировать со-литонный потенциал - потенциал квазимолекулярного типа с отталкивающим остовом для объяснения АРН. Дело в том, что при рассе-
/* 0
янии сх -частиц и легких ионов, таких как °и и Ве возможен механизм сжатия ядерного вещества в поверхностном слое носящий отталкивательный характер и который приводит к ослаблению ядерного потенциала.
Совсем недавно японскими теоретиками было показано £зЗ >
6 9
что потенциал взаимодействия ионов и и $>е с ядрами должен обязательно содержать отталкивательную часть. С другой стороны, цель настоящего исследования состояла в том, чтобы на основе микроскопического подхода - упрощенной версии метода резонирующих групп (МРГ) - метода ортогональных условий (МОУ) получить ион-ядерный потенциал, описывающий, как квазимолекулярные свойства ядер, так и рассеяние. Здесь следует сказать, что
- 5 -
буквально на днях появилась работа одного из ведущих японских теоретиков - Хориучи [4] о том, что МОУ является хорошим приближением для легких ядер и позволяет сформулировать локальный потенциал взаимодействия ос -частиц и легких ионов с легкими ядрами. Это еще раз говорит об актуальности настоящих исследований.
Научная новизна и практическая ценность. Новизна настоящего исследования заключается в применении солитонных потенциалов, зависящих от четности и учитывающих механизм сжатия ядерного вещества в поверхностном слое к объяснению АРН, а также в применении метода ортогональных условий (МОУ) для объяснения квазимолекулярных свойств легких ядер и для получения эффективного ион-ядерного потенциала. Практическая же ценность заключается в предсказательных возможностях данного подхода.
Результаты этой работы могут быть использованы в Институте атомной энергии им.И.В.Курчатова, в Объединенном Институте ядерных исследований, в Московском Государственном университете им.М.В.Ломоносова, в Институте ядерных исследований АН УССР и др.
Для защиты выдвигаются следующие основные результаты,
полученные в диссертации:
1. Описание рассеяния ос -частиц, легких ионов на легких ядрах с помощью солитонного потенциала, зависящего от четности.
2. Применение МОУ для описания квазимолекулярных свойств легких ядер и для получения эффективного ядерного потенциала, объясняющего АРН.
3. Установление связи между прямыми реакциями ос -передачи и АРН - ос -частиц.
- 6 -
Теперь остановимся кратко на содержании диссертации.
В первой главе рассматриваются некоторые модели аномального рассеяния назад, такие как глори эффект, оптическая модель с 2 -зависящей мнимой частью, обменный процесс, модель свертки и модель полюсов Редже. Отмечается, что ни одна модель не описывает полностью всю картину АРН.
Вторая глава посвящена отталкивательному потенциалу, возникающему при взаимодействии тяжелых и легких ионов с ядрами как эффект принципа Паули. Здесь же рассмотрен отталкивательный потенциал и с позиций ядерной гидродинамики с учетом эффектов сжимаемости ядерного вещества. В последнем подходе отталкивательный потенциал получается естественным образом из нелинейного уравнения Шредингера. Основной вывод этой главы - АРН может успешно моделироваться отталкивательным потенциалом. Этот вывод служит основанием для макроскопического подхода к АРН,рассмотренному в третьей главе. Здесь формулируется солитарный потенциал, зависящий от четности и демонстрируется его практическая реализация. С этой целью рассчитывается рассеяние ионов
б а
и с энергией 30.б МэВ и ионов Ве с энергией 20 МэВ на
12
ядре С и ос -частиц с энергией в интервале от 25.4 МэВ до
Тб
30. . МэВ на ядре 0. Наблюдается удовлетворительное согласие с экспериментом и получаются физически обоснованные значения коэффициентов сжимаемости ядерного вещества.
Четвертая глава посвящена микроскопическому подходу к АРН, т.е. такому подходу, когда на основе нуклон-нуклонных взаимодействий удается описать различную совокупность экспериментальных данных, а именно: положения уровней, их ширины и АРН. Таким хорошо себя зарекомендовавшим микроскопическим подходом является метод резонирующих групп (МРГ) и его упрощенная версия - метод
- 7 -
ортогональных условий ШОУ). В этой главе на основе МОУ иссле-
ТГ тр
дуются кластерные состояния легких ядер 0 и С, а также рассеяние на них ос -частиц. Показано, что с помощью МОУ можно получить эффективные локальные потенциалы, зависящие от четности и описывающие положения и ширины кластерных уровней легких ядер, а также АРН.
В заключении этой главы рассматривается кластерный спектроскопический фактор, который формулируется корректным образом в МРГ. Показано, что АРН - может служить инструментом для получения кластерных спектроскопических факторов, несущих в себе информацию о кластерной структуре ядер.
В выводах и в заключении подводятся итоги проведенным исследованиям и обсуждаются перспективы будущих исследований.
- 8 -
ГЛАВА I. МОДЕЖ АНОМАЛЬНОГО РАССЕЯНИЯ НАЗАД
В последние годы возник большой интерес к изучению аномального рассеяния назад (АРН). Оказывается, что "стандартная оптическая модель" с сильным поглощением не способна описать АРН, т.е. рост и сильные осциляции углового распределения для задних углов, которые наблюдаются в ряде случаев. Потребовалось введение ряда механизмов реакции, которые ослабляют поглощение в районе поверхности ядра. Таким образом, АРН превратилось в инструмент исследования свойств ядер (особенно, касающиеся их поверхности).
Различные объяснения АРН можно рассматривать как особенность по угловому моменту в районе поверхности ядра, т.е. феноменологические подходы[1], и с другой стороны, в рамках микроскопической кластерной модели ядра (МКМ) [б]> т.е. объяснение в предположении о существовании квазимолекулярного состояния системы ос + ядро-мишень.
Конкретные .. существующие модели АРН классифицируются таким образом.
§ I. Квазиклассические объяснения. Глори эффект.
Форд и Уиллер^б] , а также Брянт и Ярми Г 7] показали, что рассеяние в области углов 140°-180° можно рассматривать как Глори-рассеяние. В оптике термин "глори" был впервые введен Ван-Де-Хюлстом [8*] . Это явление можно наблюдать, если стоять на вершине горы; тогда можно видеть свою тень, спроектированную на облако или слой легкого тумана. При этом можно заметить постепенное возрастание интенсивности света по направлению к голове тени, а при благоприятных условиях вокруг головы появля-
- Київ+380960830922