Экспериментальное исследование угловых корреляций в полулептонных процессах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

6-2003-34

На правах рукописи УДК 539.165 539.163.3 539.126.333.17

ЕГОРОВ Вячеслав Георгиевич

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛОВЫХ КОРРЕЛЯЦИЙ В ПОЛУЛЕПТОННЫХ ПРОЦЕССАХ

Специальность: 01.04.16 — физика атомного ядра и элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Дубна 2003

Работа выполнена в Лаборатории ядерных проблем имени В.П.Джелепова Объединенного института ядерных исследований.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор

ГАНГРСКИЙ Юрий Петрович

доктор физико-математических наук, профессор

КОРОТКИХ Владимир Леонидович

доктор физико-математических наук, профессор

ЛОБОВ

Герман Александрович

Ведущая организация:

Российский исследовательский центр «Курчатовский институт», г. Москва

Защита состоится

_2003 г. на заседании диссертацион-

ного совета Д 720.001.03 в Объединенном институте ядерных исследований, г. Дубна Московской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИЯИ.

Автореферат разослан "_

2003 г.

Ученый секретарь совета доктор физико-математических наук

Батусов Ю.А.

112-77

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Такие полулептонные процессы, как ядерный /3-распад и /¿-захват, могут, в принципе, описываться пятью независимыми видами слабого взаимодействия, отличающимися друг от друга своими свойствами пространственной симметрии и называемыми Скалярным (5), Векторным (V), Аксиальным (Л), Тензорным (Т) и Псевдоскалярным (Р). Формально это соответствует тому, что релятивистски-инвариантный гамильтониан слабого взаимодействия представляет собой линейную комбинацию пяти операторов, связанных с помощью констант С,-, С,'. При этом, результаты многочисленных опытов по измерению формы разрешенных /З-сиектров и спиральности /3-частиц, а также открытое в 1957 году несохранение четности в /?-распаде и измеренная в электронном захвате спиральность нейтрино, свидетельствуют о том, что в природе реализуются (или, по крайней мере, существенно доминируют) только два фундаментальных вида слабого взаимодействия: V и А.

На основании этих и многих других экспериментальных фактов и теоретических посылок, был выдвинут ряд гипотез, налагающих существенные ограничения на величину констант связи и составляющих основу общепринятой в настоящее время Стандартной Модели (СМ) электрослабых взаимодействий: гипотеза о временной (или Т-) инвариантности, что по СРТ-теореме равносильно сохранению комбинированной СР-четности, гипотеза о двух-компонентности нейтрино и гипотеза об универсальном V—А взаимодействии. В соответствии с ними, варианты 5, Т и Р полагаются полностью отсутствующими, а оставшиеся константы - действительны и подчиняются условиям С', = С; и С а — —Су, причем эффективные константы С для /3-распада, /л-распада и /«-захвата совпадают и представляют собой одну глобальную константу Ферми: (3/? — 1-4 ■ 10-49эрг- см3.

Если, находясь в рамках СМ, учесть члены, пропорциональные передаваемому импульсу <)>, то на нуклонном уровне матричные элементы от векторной

ИлЦИОН* —1 БИбЛИОТ

С.Петерб.. _ .

и аксиальной частей слабого адронного тока будут содержать дополнительные слагаемые, индуцированные структурой нуклона и называющиеся индуцированным скалярным, индуцированным псевдоскалярным, индуцированным тензорным взаимодействием и слабым магнетизмом. Так как амплитуды соответствующих членов зависят от переданного импульса су, то называются они уже не константами связи, а форм-факторами д,(д2).

Как и константы связи С,, формфакторы д, должны быть действительными в случае Т-инвариантности. Другие, более конкретные ограничения на величину формфакторов могут быть получены на основе дополнительных гипотез, справедливость которых в рамках СМ, вообще говоря, необязательна. К таким вспомогательным гипотезам относятся в первую очередь гипотеза о сохранении векторного тока (СУС), гипотеза о частичном сохранении аксиального адронного тока (РСАС) и гипотеза о С-инвариантности токов. Из этих гипотез вытекает, в частности, отсутствие дз и дт, а также известное соотношение Гольдбергера-Треймана: £Гл(0) = — (1.33... 1.35) и др(я^) ~ 7<м(<72) ~ -8.7.

Имеющиеся экспериментальные данные, в основном, подтверждают СМ. Но в то же время, некоторые факты (неразрешенная проблема с дефицитом солнечных нейтрино, признаки присутствия во Вселенной темной материи, не вполне гладкое объяснение нарушения СР-четности в распаде К-мезона, искусственное постулирование сохранения барионного и лептонного зарядов, проблема иерархии, наличие различных масс у лептонов, ненормально большое количество свободных параметров, и т. п.) настоятельно напоминают о том, что СМ - хоть и стандартная, но всё же модель, и потому должна иметь некие границы применимости. Чтобы определить эти границы, надо ответить на вопрос, какие из перечисленных выше гипотез действительно выполняются и в какой степени.

При этом, наряду с поиском экзотических явлений (типа безнейтринного 2/3-распада, "тяжелого" нейтрино, ненулевой массы или магнитного момен-

та обычного нейтрино, его осцилляций и т. п.), необходимо решить несколько проблем, непосредственно связанных с измерением относительной величины констант связи Ся и Ст, а также форм-факторов (¡гр, дг, да:

• Действительно ли нейтрино на 100% левое? (Существует ли хотя бы малая примесь правых нейтрино, обусловненных присутствием токов второго рода, то есть, наличием Я- и/или Т-взаимодействия?)

• Изменяется ли величина форм-факторов в /^-захвате по сравнению с /3-распадом и с процессом рассеяния электронов?

• Происходит ли изменение (подавление) индуцированных форм-факторов в ядрах по сравнению со свободными нуклонами? Зависит ли их величина от размеров ядра?

Заметим, что для ответа на эти конкретные вопросы вовсе необязательно строить гигантские ускорители или возводить циклопические нейтринные детекторы — достаточно с помощью современной прецизионной ядерно-спектрометрической техники измерить некоторые угловые корреляции в указанных полу-лептонных процессах.

Действительно, так как каждое из перечисленных (как фундаментальных, так и индуцированных) взаимодействий характеризуется присущими только ему пространственными свойствами (как это следует из названий), то его присутствие сказывается в первую очередь на пространственном распределении векторных и/или аксиально-векторных характеристик лептонов, участвующих в слабом процессе (то есть, в различных угловых корреляциях между импульсами и угловыми моментами испускаемых и поглощаемых частиц). Так, например, для фермиевских /3-переходов К-взаимодействие приводит к преимущественному испусканию /3-частицы и нейтрино в одном и том же направлении, тогда как в случае ¿'-взаимодействия эти частицы испускались бы в противоположные стороны. Таким образом, угловые корреляции являются наблюдаемыми

величинами, наиболее чувствительными к относительным вкладам различных взаимодействий. Именно их измерение привело в свое время к открытию нарушения Р-четности и может привести в дальнейшем к изменению Стандартной Модели.

К сожалению, зарегистрировать направление вылета нейтрино можно только косвенно, восстановив кинематику всех частиц, участвующих в процессе. Эта задача очень непростая, и потому количество корреляционных экспериментов с участием нейтрино, проведенных в мире на сегодняшний день, очень невелико. Большинство из них, такие как знаменитый опыт By, опыты Аллена или опыт Гольдгабера, Гродзинса и Сунъяра, делались 30-40 лет назад и ставили своею целью лишь грубо определить, какое из взаимодействий превалирует - S, V, А или Т, каких нейтрино больше - правых или левых, и т. д.

Сегодня социальный заказ таких экспериментов другой. Теперь от них требуется не качественный, а количественный ответ, причем речь идет о величине примеси запрещенных эффектов на уровне единиц процентов. Ясно, что для этого нужна совершенно иная постановка экспериментов, использующая последние достижения техники прецизионной ядерной спектроскопии в совокупности с уникальными пучками, доступными на существующих в мире базовых установках. Сочетать эти два фактора может далеко не каждая научная группа; сегодня, кроме нас, их только две: одна занимается исследованием ядерного /i-захвата на ускорителе TRIUMF (Ванкувер, Канада), а другая исследует /J-распад 32Аг на комплексе ISOLDE (ЦЕРН, Женева), причем их работы по угловым корреляциям носят лишь эпизодический характер.

Целью настоящей работы являлась разработка и осуществление ряда новых экспериментов, использующих технику и методы прецизионной полупроводниковой ядерной спектроскопии и направленных на исследование угловых корреляций с участием нейтрино в процессах ядерного /3-распада и /^-захвата.

Пути решения проблемы (организационный аспект). Для достижения указанной цели нами было решено разработать специальную программу исследований, придав ей статус отдельного проекта. Эта программа получила рабочее название АпСог, что представляет собой сокращение от слов Angular Correlations (Угловые Корреляции) и является сейчас одной из основных частей темы первого приоритета 1039 - "Исследование фундаментальных взаимодействий в ядрах методами ядерной спектроскопии".

Являясь продолжением отдельных работ, начатых нами еще в 1991 году, эти новые эксперименты должны были сочетать в себе высокую культуру прецизионных измерений, наработанную за многие годы в Отделе ядерной спектроскопии и радиохимии Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ, с широкими возможностями, предоставляемыми пользователям различными базовыми установками европейских исследовательских центров. Поэтому при реализации программы мы стремились не замыкаться только на существующих в ОИЯИ базовых установках, но по возможности использовать самые лучшие в мире пучки, наиболее отвечающие нашим потребностям, и в ю же время привлекать к нашим работам заинтересованных физиков из других научных центров. Так возникла коллаборация, кроме ОИЯИ включающая в себя Центр ядерной спектроскопии и масс-спектрометрии (CSNSM, Орсэ, Франция), два Католических университета в Бельгии (UCL, Лювсн-ла-Нёв, и KUL, Лёвен), а также, в зависимости от конкретного эксперимент, - Карлов университет в Праге, Институт Пауля Шеррера (PSI, Виллиген, Швейцария), Институт Лауэ-Ланжевена (ILL, Гренобль, Франция), две лаборатории в Кане (GANIL и LPC, Франция), а также Физико-технический институт имени Иоффе в Санкт-Петербурге.

Пути решения проблемы (технический аспект). В основу большинства разработанных экспериментов положено прецизионное измерение энергий 7-, fini других частиц, определение величины доплеровского (кинематического) сдвига, вызванного отдачей дочернего ядра, с последующим восстановлением всей

кинематической картины изучаемого процесса и нахождением соответствующих корреляционных коэффициентов. Для регистрации частиц используются пластические сцинтилляторы, а для измерения их энергий - охлаждаемые Si(Li) и HPGe детекторы, причем в некоторых экспериментах - в виде сборок до 16 детекторов одновременно. В ряде случаев измерения проводятся в режиме совпадений, а иногда измеряется просто доплеровская форма спектральной линии. В зависимости от конкретной задачи используются различные способы селекции событий для подавления фона; измерения проводятся на твердых или газообразных мишенях оригинальной конструкции, облучаемых пучками мюо-нов, нейтронов, ионов 3Не или других частиц при относительно низких энергиях, как в on-line, так и в off-line-режимах, при этом для транспортировки продуктов реакций используются механические устройства и газовые капилляры.

Научная новизна работы.

• Примененная нами для исследования корреляций в /^-распаде методика (измерение сдвига линий в совпадении с вызвавшими этот сдвиг /¡/-частицами) была известна ранее, но использовалась лишь однажды - для исследования запрещенного — | )-распада 11Ве, где величина сдвига очень большая и потому может быть измерена сравнительно легко.

Мы развили этот метод (в частности, увеличив в несколько раз число детекторов) и применили его в исследованиях разрешенных распадов, в том числе - фермиевских. Единственный ранее известный эксперимент по корреляциям в фермиевском распаде был выполнен с ядром 32Аг по другой (упрощенной) методике - в нем измерялся не сдвиг, а ширина линии в одиночном протонном спектре, что гораздо менее надежно. Известны также две попытки измерить доплеровский сдвиг 7-лучей в распаде 24Na. Но, поскольку при этом использовался эффект резонансного рассеяния, то результат был неудовлетворительным: для первой линии 7-каскада доплеровский сдвиг существует, но нет резонансного рассеяния,

а для второй линии резонансное рассеяние возможно, но доплеровский сдвиг, как это показано в наших работах, многократно подавлен.

Таким образом, все наши эксперименты по угловым корреляциям в /3-распаде выполнялись впервые. Также впервые изучалось нами влияние межатомных сил в молекуле и в кристалле на поведение ионов отдачи (при этом проводились измерения корреляций в металле, монокристалле и молекулах СОг).

• Эксперимент по измерению (1,-и) угловой корреляции в распаде 56Со является пионерским (подтверждено Авторским свидетельством 8X1-1633369); ранее доплеровский сдвиг какого-либо излучения от поляризованных ядер вообще не измерялся.

В предложенной альтернативной постановке (7/-//)-корреляция будет измеряться по циркулярной поляризации последующего 7-излучения. Являясь по своей физической сути аналогом известного эксперимента Голъдга-бера, Гродзинса и Суньяра, данный эксперимент отличается техническим решением, используя вместо резонансного рассеяния прямое измерение доплеровского сдвига НРОе детектором, что тоже никогда не делалось. Новизна этого решения также подтверждена Авторским свидетельством 8и-1612765.

• Идея об исследовании угловых корреляций в мюонном захвате по форме доплеровски-уширенных 7-линий была предложена еще в 1968 году, но практически применялась лишь дважды, причем оба раза - с неполяри-зованными мюонами (при этом измеряется только один корреляционный коэффициент). Первая попытка в 1972 году в США была безуспешной (погрешность была столь велика, что физический смысл эксперимента терялся); второй же эксперимент проводился в Канаде одновременно с нашим, но существенно уступил ему в точности.

Мы впервые измерили угловую корреляцию в разрешенном (0+ — 1+)-захвате поляризованных мюонов ядрами 28Si, причем погрешность наша в оценке отношения др/дл оказалась существенно меньше разброса теоретических предсказаний, выполненных по разным ядерным моделям.

Также впервые в мире нами была измерена угловая корреляция в запрещенном (0+ — 1~)-захвате, чувствительном к Скалярному взаимодействию. Этот эксперимент на кислородной мишени, как и проводящийся нами в настоящее время эксперимент на неоновой и аргоновой мишенях, впервые выполнялся в газе при атмосферном давлении (что позволяет существенно подавить возможную систематическую ошибку из-за торможения ядер отдачи).

• Попытки получить значение др/дл из измеренного в эксперименте отношения парциальных скоростей /¿-захвата А+/Л~ делались и ранее, но только в нашем эксперименте такой результат был действительно получен.

Дополнительным свидетельством научной новизны описанных в диссертационной работе экспериментов является то, что при проведении на зарубежных базовых установках все они проходили международную экспертизу и принимались соответствующими Программными комитетами GAÑIL, PSI, ILL и IPN. Вцелом программа АпСог также была одобрена Программным консультативным комитетом ОИЯИ по низким энергиям.

Практическая ценность работы заключается, во-первых, в разработке нового для ОИЯИ направления исследований, которые, не требуя больших капиталовложений, позволяют получать фундаментальные физические результаты, касающиеся природы слабых взаимодействий.

Во-вторых, получена обширная информация о влиянии на исследуемые процессы различных неядерных явлений, связанных с торможением ионов отдачи в твердой и газовой среде.

В-третьих, в процессе подготовки и проведения данных экспериментов делается большое количество всевозможных технических разработок, которые сами по себе могут быть полезны в смежных областях науки. Так, например, нами была разработана проточная газовая мишень для работы на ионном пучке, позволяющая получать и исследовать затем в низкофоновых условиях короткожи-вущие изотопы с периодом полураспада от долей секунды и выше. При работе с мюонами мы также создали газовую мишень, позволяющую останавливать до 95% мюонов в газе при атмосферном давлении или в твердых образцах с толщиной менее 10 мг/см2 (данная разработка уже используется в эксперименте PSI R-02-02 для исследования редких изотопов). Создано большое количество компьютерных программ и алгоритмов для накопления спектрометрической информации и ее многомерного анализа, которые также широко используются в других экспериментах.

Результат, выносимый на защиту: Разработана экспериментальная программа АпСог, являющаяся частью первоприоритетной исследовательской темы 1039 - "Исследование фундаментальных взаимодействий в ядрах методами ядерной спектроскопии". Эта программа включает в себя целый ряд новых экспериментов, использующих технику и методы прецизионной полупроводниковой ядерной спектроскопии и направленных на исследование угловых корреляций с участием нейтрино в процессах ядерного /î-распада и /¿-захвата. Разработанные эксперименты подразделяются на четыре группы:

1. Эксперименты по измерению угловой (/-^-корреляции в гамов-теллеровском е-захвате по доплеровскому сдвигу 7-линий.

В первом эксперименте, проведенном с поляризованными в железной матрице при низкой температуре ядрами 56 Со, получен коэффициент (I,-u)-корреляции, не противоречащий Стандартной модели; измерен знак магнитного иоиента ядра 56 Со и изучено влияние твердой матрицы на движение ядра отдачи.

Во втором эксперименте, готовящемся к проведению, предложено измерить (I¡-и)-корреляцию для ядер 56 Со в жидкости по циркулярной поляризации последующего ^-излучения.)

2. Эксперименты по измерению угловой (/?-г/с)-корреляции в разрешенных /3±-распадах по доплеровскому (кинематическому) сдвигу сопровождающего распад излучения.

Дважды проведено измерение гамов-теллеровского -распада ядра 24 Na - в алюминиевой фольге и в монокристалле NaCl; получено значение корреляционного коэффициента, соответствующее Аксиальному взаимодействию; показано, что процесс торможения иона отдачи в кристалле анизотропен относительно кристаллических осей.

Четырежды проведено измерение фермиевских р+-распадов ядер 18JVe и 14О - с твердой мишенью В20з и газовыми СН4, СО, Ог,- получены значения корреляционных коэффициентов, соответствующие Векторному взаимодействию и не противоречащие Стандартной модели; изучено влияние молекулярных сил на процесс отдачи.

Подготовлен эксперимент с фермиевским -распадом ядра 32 Аг, в котором предложено измерять кинематический сдвиг бета-задержанных протонов в совпадении с вызвавшими этот сдвиг позитронами; проведен ряд тестовых сеансов; проект одобрен Программным комитетом GANIL,

3. Эксперимент по измерению угловой (<ти — /,)-корреляции по отношению парциальных скоростей /z-захвата из разных подсостояний сверхтонкой структуры мезоатома.

Измерение проведено трижды - с обогащенными изотопами 10,11В и с их натуральной смесью; для ядер 11В получено значение gp/gA, меньшее предсказанного гипотезой РСАС, но не противоречащее ей в пределах погрешности.

4. Эксперименты по измерению угловых — ■у) и (cr^ — vм — 7)-корреляций по доплеровскому профилю 7-линий, сопровождающих ядерный /¿-захват.

По разной методике выполнены два эксперимента с разрешенным захватом в ядре 28Si; по их результатам получено значение корреляционного параметра, соответствующее (модельно-зависимому) выводу о существенном подавлении Индуцированного псевдоскалярного взаимодействия, что противоречит гипотезе РСАС.

Корреляционный коэффициент для однократно-запрещенного захвата в ядрах 16 О измерен при различных давлениях газа 0¿; для мишени при атмосферном давлении получен (модельно-зависимый) вывод о возможном наличии Скалярного взаимодействия, что противоречит Стандартной Модели.

Подготовлено и начато измерение для переходов разной степени запрета на ядрах 20 JVe и 40 Аг, чувствительных к Скалярному и Псевдоскалярному взаимодействиям; проведен тестовый сеанс; проект одобрен Программным комитетом PSI.

Апробация работы. Предлжения (проекты) всех перечисленных экспериментов, проводившихся на зарубежных базовых установках (MP-Tandem IPN, PSI, ILL, GAÑIL), докладывались и принимались на заседаниях соответствующих Программных Комитетов. Текущее состояние работ по программе АпСог неоднократно докладывалось на заседаниях Программно-Консультационного Комитета ОИЯИ по физике низких и промежуточных энергий, а также регулярно отражалось в официально публикуемых научных отчетах ЛЯП ОИЯИ, PSI, FYNU UCL и CSNSM IN2P3.

Отдельные результаты и эксперименты, как и описание всей программы вцелом, представлялись на международных конференциях по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (СПб 1994, СПб 1995, Дубна 1999, СПб

2000, Москва 2002), по слабым и электромагнитным взаимодействиям в ядрах

- WEIN-95 (Осака) и WEIN-98 (Санта-Фе), по неускорительной новой физике

- NANP-99 и NANP-2001 (Дубна), международных конференциях по ядерной физике - INPC (Париж 1998) и по физике высоких энергий (Брюссель 1995), совещании по ядерным матричным элементам - MEDEX-2001 (Прага), а также на различных семинарах в ЛЯП ОИЯИ, КИ (Москва), CSNSM (Орсэ), ЕТН (Цюрих) и KUL (Лёвен).

Пять экспериментов из описанных семнадцати составили основу двух кандидатских диссертаций - самого соискателя, а также Ю.А.Шитова.

Отдельные работы в рамках программы АпСог были поддержаны Фондом Сороса, Российским фондом фундаментальных исследований (трижды), а также программой сотрудничества ОИЯИ-Щ2РЗ (Франция).

Публикации. Материалы диссертации отражены в 45 публикациях (включая два изобретения и кандидатскую работу соискателя), в том числе в реферируемых журналах: Ядерная Физика - 2, Physical Review С - 1, Nuclear Physics А - 5, Czechoslovak Journal of Physics - 2; одна статья находится в печати (The European Physical Journal А). Остальные работы - это материалы и тезисы докладов на международных конференциях, а также официально публикуемые научные отчеты различных институтов и Сообщения ОИЯИ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения (раздел 1), двух больших глав (разделы 2 и 3) и Заключения (раздел 4). Она содержит 144 страницы, включая текст, 13 таблиц, 72 рисунка и список литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первый раздел (Введение) знакомит читателя с проблемами Стандартной Модели слабых взаимодействий и указывает возможные пути их решения через исследование угловых корреляций в бета-распаде, электронном и мюонном захвате. Там же сформирована цель данной работы (п. 1.2) и дается ее краткая характеристика (п. 1.3).

Второй раздел посвящен /?-распаду, а также его частному случаю - электронному захвату. Вначале (п. 2.1) перечисляются всевозможные векторные и аксиально-векторные наблюдаемые в распаде величйны, основные способы их регистрации и виды угловых корреляций. В следующих двух подразделах 2.2 и 2.3 речь идет, соответственно, о двух типах корреляций: {(¡¡-и) и (/-;/).

Анализ сложившейся экспериментальной ситуации с бета-нейтринными корреляциями (п. 2.2.1 и представленная в нем Таблица 1) показывает, что необходимо проведение новых измерений, особенно - для переходов фермиев-ского типа, информация о которых очень скудна и ограничена всего лишь одним экспериментом на ядре 32 Аг.

1 (2 Ж-,) У 1г Л У

Я?

Рис. 1: Идея эксперимента по (/3-1^)-корреляции в /?-распаде.

В п. 2.2.2 объясняется идея эксперимента (Рис. 1), основанная на том, что импульс нейтрино в (3-распаде восстанавливается из величины импульсов (3-частицы, регистрируемой Э!(1Л)-детектором, и импульса отдачи дочернего ядра.

В свою очередь, отдача ядра находится из величины доплеровского сдвига 7-излучения, сопровождающего распад и регистрируемого ИРве-детектором с высокой точностью. В Таблице 2 рассматриваются возможные ядра - кандидаты для таких измерений: иО, 18Ке, 2^а, 24А1, 28Р, 32С1 и 403с.

14 SI(LI) ^-детекторов: фгв Ж *4 VM FWHM 3.50-5.25 кэВ (в еК .1063 кэБ.*" Bi )

4 Мишени : 6.55 мг/см2 В203

УпроЬление и набор информации : КАМАК + РС/АТ486

'Не —пучок от ускорителя Orsay MP Tandem (10 MöB 12 нА)

Рис. 2: Измерительная установка с системой транспортировки твердых мишеней.

После краткого описания методического off-line эксперимента с ядром 24Na (п. 2.2.3), показавшего нашу способность измерять доплеровские сдвиги с точностью в несколько эВ, следует изложение нескольких пробных on-line тестов на пучке 3Не (п. 2.2.4). В первом тесте неподвижная тонкая мишень из окиси бора (В20з) облучалась импульсным пучком с периодичностью 3 секунды. Измерения проводились в интервалах между облучениями. Результатом теста явился вывод о том, что облучение и измерение необходимо разнести не только во времени, но и в пространстве. Для этого была создана механическая система транспортировки мишеней, которая и была испытана во втором тесте. Там же была проверена специально разработанная детекторная система, состоящая из 14 охлаждаемых планарных 81(Ы)-детекторов для регистрации позитронов и 2 коаксиальных HPGe-детекторов большого объема для регистрации 7-квантов в совпадении с этими позитронами (Рис. 2).

В пункте 2.2.5 приведено использование этой установки в нашем первом физическом on-line эксперименте с ядром 18Ne, получаемым на твердой мишени В2О3 в реакции 160(3Не,п). Там же дано описание системы накопления данных и последовательности их обработки, а также приводится полученный на 95% уровне достоверности результат:

а =+1.06 ±0.19 (х2 = 0.42).

Соответствующий верхний предел на примесь Скалярного взаимодействия (тоже на 95% уровне достоверности и в предположении максимального несохранения четности для Векторного взаимодействия, т. е., Су — Су) получился равным

\j\Cs\2 + IC^I2 < 0.29 • \Су\ .

Эксперимент этот, хотя и позволил нам получить искомый корреляционный коэффициент, тем не менее, страдал рядом недостатков, обусловленных схемой распада 18Ne (большой фон и малая полезная статистика). Дело в том, что в этом ядре только 7.7% распадов дают нужные нам 7-кванты, а кроме того, дочернее ядро (18F), нарабатывающееся к тому же еще и в паразитной (3Не,р)-реакции, также является позитронным эмиттером. В итоге, фон анни-гиляционного излучения (511 кэВ) оказалчя непомерно большим, а погрешность результата - неудовлетворительной.

В следующих двух параграфах диссертации (2.2.6 и 2.2.7) показаны наши попытки повторить этот эксперимент с другим ядром, свободным от указанного недостатка, - 14О. Поскольку в этом случае время жизни промежуточного состояния между /3-распадом и испусканием 7-кванта велико (60 фс), то для предотвращения торможения ядра отдачи за это время измерения нужно проводить в газе. На разработку, создание и оптимизацию проточной газовой мишени (п. 2.2.6) ушло почти 2 года. При этом было обнаружено, что, во-первых, нельзя в качестве газа-мишени использовать углеводороды (диссоциация их молекул под действием пучка настолько сильна, что дает при последующей полимери-

зации макроколичества жидких и твердых продуктов, отравляющих газовую систему; вместо этого решено было использовать газ СО. Во-вторых, неэффективными были найдены различные пористые углеродные наполнители мишени, в том числе - с подогревом. В-третьих, весьма полезной для on-line очистки газа от долгоживущей паразитной активности оказалась низкотемпературная ловушка, работающая при -(100..120)°С.

Пластиковый мягкий мешок для компенсации перепадов атмосферного давления

Балластный резервуар 5 л) для хранения газа-мишени и распада долгоживущей активности

Рис. 3: Конструкция проточной газовой мишени. Р- фильтр; IV- входное окно; В - пузырек; Т- ловушка; К1,2 - компрессоры; О - дебитметр; М - манометр.

Конструктивно мишень (Рис. 3) состояла из замкнутого контура, по которому непрерывно циркулировал рабочий газ при атмосферном давлкнии. С помощью маленького мембранного компрессора этот газ из балластного резервуара по тефлоновому капилляру подавался в графитовую ампулу, куда через тонкое входное окно из никелевой фольги попадал пучок 3Не с энергией 12 МэВ. После облучения газ проходил несколько фильтров и затем направлялся в измерительную ячейку - пузырек диаметром 25 мм из тонкого (10 микрон) майлара, установленный в центре вакуумной камеры с 14 охлаждаемыми Б^Ы) детекторами. После измерения газ проходил низкотемпературную ловушку и снова попадал в балластный резервуар.

Во время одного из тестов было проведено исследование различных материалов на "прилипание" к ним 140, а также проверка того, в виде какого химического соединения находятся изучаемые атомы 140. Было экспериментально подтверждено, что это - молекулы СО2, и что их прилипание минимально к поверхностям из тефлона, майлара и нержавеющей стали.

На установке с такой газовой СО-мишенью был проведен эксперимент (п. 2.2.7), в котором измерялся доплеровский сдвиг 7-линии 2313 кэВ в совпадении с позитронами, испускаемыми в противоположных направлениях. На Рис. 4 показан этот сдвиг, измеренный каждым из двух НРСе-детекторов (А и В) в совпадении с одним из 14 81(1Л)-детекторов (1 или 2).

Рис. 4: Доплеровский сдвиг 7-линии 2313 кэВ в /?-распаде 140.

Обработка данных, полученных в этом эксперименте, делалась пятью различными способами, также описанными в п. 2.2.7; самый простой состоял в нахождении центра тяжести пика, а самый сложный - в одновременном фи-тировании двух пиков гауссианом с 4 свободными параметрами. Все они дали похожие результаты, что свидетельствует об отсутствии существенных систематических ошибок, связанных с процедурой обработки.

Величина усредненного по всем детекторам и по всей статистике доплеров-ского сдвига как функция энергии позитронов показана на Рис. 5. Из рисунка видно, что полученная кривая на 10-15% отличается от ожидаемой (а = +1);

при этом, полученное отклонение невозможно объяснить ни наличием Скалярного взаимодействия, ни торможением ионов отдачи в среде. Найденное нами объяснение заключается в молекулярном эффекте: поскольку распадающееся ядро 140 не является свободным, а входит в состав молекулы С02, то после распада импульс отдачи дочернего ядра азота частично передается "бывшим соседям по молекуле", причем эта переданная часть зависит от потенциала межатомного взаимодействия на малых расстояниях.

Doppler Shift 2<5Er (eV)

700600 н л

500 -I - ...♦--♦'*

400-

□

д А ...Г □

л + - * о О^

Q □ V9'

_ . □ D

Positron Energy, keV

1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-г

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

Рис. 5: Усредненные значения доплеровского сдвига 7-линии 2313 кэВ, сопровождающей /?-распад 140.

Таким образом, получилось, что влияние соседних атомов в молекуле на ядро отдачи искажает кинематику процесса намного сильнее, чем это могло бы вызываться искомой примесью Скалярного взаимодействия.

Дальнейшее развитие метода пошло по двум путям. Первый (п. 2.2.8) заключается в возврвте к ядру 18Ке, не дающему молекулярных соединений. Для подавления фона, представлявшего собой главную проблему, исследование было проведено с газовой проточной мишенью. Это позволило, с одной стороны, быстро убирать из измерительной ячейки (пузырька) активные продукты распада,

Рис. 6: Энергетические спектры, измеренные детектором Si-1 за 6 часов тестового сеанса на вторичном пучке 32Аг ускорителя GAÑIL. 1 - одиночный спектр; 2 -совпадения с S¡-2; 3 - совпадения с телескопом (Si-2,Sc-B).

и, с другой стороны, с помощью проходного химического фильтра не допускать попадание в пузырек паразитной активности, не являющейся благородным газом. Эксперимент прошел вполне успешно, но результаты пока, к сожалению, до конца не обработаны.

Второй же путь (п. 2.2.9) состоит в переходе к исследованию /?-распада, сопровождаемого излучением не 7-квантов, а протонов. В этом случае, во-первых, в десятки раз увеличивается масштаб измеряемого эффекта (не сотни эВ, а десяток кэВ), и, во-вторых, торможение ядра отдачи не может повлиять на результат из-за малого времени жизни промежуточного состояния. С другой стороны, сама постановка эксперимента здесь несколько сложнее (при регистрации протонов нельзя допустить энергетических потерь в мертвых слояж), да и ядра, дающие /?-задержанные протоны (Таблица 4 в п.2.2.9), получить в необходимом количестве гораздо труднее. Нами были сделаны попытки получить ядра 36Са на ISOL-установке ЯСНАПП-2 (Дубна), а также ядра 24Si и 28S на установке LISOL (Лювен-ла-Нёв), но результат был отрицательным. В итоге, выбор

70-

60-

(+6,

Г

0-

г W'H 'rV

©

© ©

Ер [кэВ]

-10-

0 200 400 600 800 1000 1200 1400_

Рис. 7: Доплеровский сдвиг 7-линий 1368 и 2754 кэВ, сопровождающих распад ядер 241\1а в монокристалле NaCI. Справа: торможение ядер отдачи в монокристалле зависит от направления.

пал на установку SIRa ускорителя GANIL в Кане. Выполненный там тестовый сеанс, описанный в п. 2.2.9, показал хорошие фоновые условия и интенсивность вторичного пучка ионов 32Аг, достаточную для надежного наблюдения кинематического сдвига протонной линии (Рис. 6). В настоящее время идет подготовка к сеансу, запланированному на начало 2003 года.

В разделе 2.2.10 описан эксперимент, выполненный нами параллельно по просьбе физиков-твердотельщиков из Гренобля на нейтронном пучке PF1 реактора ILL с монокристаллической мишенью NaCI. В нем (/3~1/е-//)-корреляция использовалась для изучения поведения ионов отдачи с энергией около 20 эВ в кристалле (Рис. 7). Как и следовало ожидать, из-за большого времени жизни промежуточного уровня 2+ линия 1368 кэВ вообще не имеет видимого сдвига. Для линии же 2754 кэВ этот сдвиг различен при регистрации электронов центральными и боковыми Si-детекторами, что объясняется анизотропией торможения иона относительно кристаллических осей.

I f

L ~ 30 CM

Ток обмотки _

—Щ—ejV—Щ*—t^

Рис. 8: Измерение спиральности нейтрино с использованием комптоновского поляриметра (идея эксперимента).

Угловым корреляцииям между импульсом нейтрино и спином ядра посвящен подраздел 2.3, включающий в себя обзор предыдущих экспериментов такого типа (Таблица 5 в параграфе 2.3.1), описание нашего эксперимента по измерению доплеровского сдвига 7-излучения от ядер 56Со, поляризованных при низкой температуре (параграф 2.3.2), а также предложения нескольких новых экспериментов, большая часть которых пока только обсуждается (параграф 2.3.3), а один начнется в самое ближайшее время. В этом, последнем, эксперименте (п. 2.3.4) с помощью железного комптоновского поляриметра (Рис. 8) и прецизионных HPGe-детекторов будет измеряться доплеровский сдвиг энергии 7-лучей для двух противоположных направлений магнитного поля.

Третий раздел диссертации посвящен корреляциям в обычном1 ядерном захвате отрицательных мюонов. Как уже отмечалось, этот процесс чувствителен к форм-факторам индуцированных взаимодействий. Способы измерения различных корреляций в /i-захвате изложены в подразделе 3.1.

Ранее выполненные в этой области корреляционные эксперименты (их бы-

1 Обычным (Ordinary Muon Capture - ОМС) он называется в противовес другому процессу, не рассматриваемому в данной работе - радиационному захвату (RMC).

ло всего четыре) ставили своей целью определить форм-фактор индуцированного Псевдоскалярного взаимодействия др. Чувствительность к нему разрешенных переходов гамов-теллеровского типа показана в параграфе 3.2.1, а вообще этим переходам посвящен весь подраздел 3.2.

Рис. 9: /¿-захват из двух подсостояний сверхтонкой структуры в мезоатоме /г11 В.

Нами было выполнено три эксперимента по определению др. В первом из них (параграф 3.2.2), вначале с 10В, а затем с "В, измерялась корреляция между ненулевым спином ядра мишени и спином захватываемого мюона (Рис. 9). Благодаря сверхтонкому взаимодействию, .2 я-состояние мезоатома расщепляется на Р+=1+| и Р_=1-|; из обоих подсостояний происходит как распад мюона, так и его захват на уровни дочернего ядра 11Ве, причем скорости захвата А+ и Л- различны и зависят от отношения др/дл- Изначальная статистическая заселенность двух подсостояний изменяется благодаря конверсии со скоростью Я, и, следовательно, временной закон, по которому происходит захват на уровень 320 кэВ, не является экспоненциальным.

Суть нашего эксперимента заключалась в том, что измерялась временная эволюция 7-линии в дочернем ядре, и из нее по имеющимся данным о величине матричных элементов определялось отношение скоростей захвата А+/А-. Найденное значение соответствовало др/дА = 4.3±£1^а1;.) ± 0.5^.).

Рис. 10: Зависимость между отношением др/дл и корреляционным параметром X при /¿-захвате в 2851 согласно нескольким теоретическим расчетам. Вертикальные полосы соответствуют экспериментально измеренным значениям X.

В параграфах 3.2.3 и 3.2.4 описаны два наших эксперимента с кремниевой мишенью, в которой изучался разрешенный захват типа 0+ —» 1 + . Ядра отдачи в таком процессе после испускания мюонного нейтрино имеют, во-первых, продольную поляризацию, определяемую Аксиальным взаимодействием дл, а во-вторых - продольную выстроенностъ, зависящую от Псевдоскалярного форм-фактора др. Поскольку анизотропия 7-излучения в дочернем ядре также связана с его выстроенностью, а доплеровский сдвиг - со скоростью, то результирующий профиль доплеровски-уширенных 7-линий имеет весьма специфическую форму (общий наклон вершины и провал либо выпуклость в центре). Такие

профили, несущие в себе информацию о величине др/дл и были предметом наших исследований. С помощью двух НРве-детекторов они измерялись под разными углами к направлению остаточной поляризации мюонов, изначально совпадающему с осью пучка. Это достигалось либо перемещением подвижной платформы с детекторами (п. 3.2.3), либо вращением спина мюона в поперечном магнитном поле (п. 3.2.4). После выполнения некоторых дополнительных исследований, описанных в параграфе 3.2.5, результаты обоих экспериментов (1 и 2), а также аналогичного канадского эксперимента (ТИШМГ) были обобщены (параграф 3.2.6 и Рис. 10), и по величине измеренного корреляционного параметра X сделан вывод о существенном подавлении др.

Аналогичный эксперимент, но для перехода первого запрета при /¿-захвате в кислороде, описан в подразделе 3.3. В этом случае корреляционный коэффициент, как это показано в параграфе 3.3.1, зависит от примеси Скалярного взаимодействия, а для его корректного измерения необходимо использование газовых мишеней при давлениях близких к атмосферному. Мы проделали сначала предварительный тест (параграф 3.3.2), в котором оптимизировали конструкцию газовой мишени и изучали зависимость доплеровского профиля 7-линии от плотности мишени вследствие торможения ядер отдачи (Рис. 11). 6000

5000 4000 3000 2000

®

160(/^)16Г

169УЬ

0.2-г 0.1' 0.0-0.1' -0.2-0.3-

Корр. коэффициент а^

""О

Торможение ядер: О не учтено # учтено по ЬББ

©

255 260 265 270 275 280 285 Энергия 7-квантов, кэВ

о

5 10 15

Давление газа в мишени, атм.

Рис. 11: а) Фрагмент 7-спектра при /¿-захвате в 160, содержащий исследуемую уширенную линию 277 кэВ и опорную неуширенную линию 261 кэВ. б) результаты фитирования линии 277 кэВ, измеренной при разном давлении газа в мишени.

После теста мишень была существенно доработана: проходные сцинтил-ляционные счетчики, регистрирующие приходящие мюоны, вместе со своими

18000-

12000-

10000-

14000-

16000-

6000-

8000-

2000-

4000-

Энергия, кэВ

о | I I I I | I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I | I I I I | I I I I

255 260 265 270 275 280 285 290 295 300 305 310

Рис. 12: ц-захват в кислороде при 1 атм. Фрагмент задержанного 7-спектра (D), некоррелированного спектра (U) и их разности с учетом нормировки (D-U).

миниатюрными ФЭУ (Hamamatsu R7400) были включены в состав мишени и заменили собою входное окно. Исключив таким образом из конструкции мишени все элементы с большим Z и минимизировав толщину проходимого пучком вещества до величины порядка 150 мг/см2, мы смогли останавливать до 95% мюонов в газе при атмосферном давлении. В таких условиях был проведен реальный физический эксперимент (параграф 3.3.3) на кислороде. Кроме изучаемых ядерных 7-квантов, образующих задержанный относительно /i-стопа спектр, в эксперименте регистрировались мгновенные мезо-рентгеновские спектры, а также фоновые спектры, не коррелированные с приходом мюона (Рис. 12). Измерения одновременно проводились тремя независимыми HPGe детекторами объемом по 100 см3 в течение 3 недель.

Детальный анализ формы 7-линий дал (на 68% уровне достоверности) следующее значение корреляционного коэффициента, усредненное по всей полученной статистике: = +0.096 ± 0.020. Для перехода от этого модельно-

независимого числа к величине скалярного взаимодействия необходимо знание ядерных матричных элементов. На Рис. 13 показан такой переход с использованием вычислений по трем различным моделям - ZWM, ZBMI и КЕ\\ТЬ.

Рис. 13: Переход от корреляционного коэффициента а\ к значению Сэ+да. Пунктирные кривые учитывают члены второго порядка, содержащие [101г] и [121г].

Как видно, наш эксперимент показал нетривиальный результат - наличие Скалярного взаимодействия. Поскольку этот вывод сильно зависит от примененной ядерной модели, то для прояснения ситуации решено было повторить эксперимент с другим ядром. После тестов с различными мишенями в качестве первых кандидатов были выбраны и 40Аг. Измерения с неоном при атмосферном давлении уже начаты, и их описание дается в подразделе 3.4.

В Заключении (раздел 4) дается сводка разработанных нами экспериментов (см. Таблицу) и полученных в них физических результатов, а также приводится список основных публикаций и конференций, где они представлялись. _Таблица: Наши эксперименты по угловым корреляциям._

Исслед. Мишень или Пу- Место Коррелирующие Константы

процесс матрица чок провед. величины связи

Эксперименты, выполненные в 1991-2000 годах :

(3~ (24Na) А1-фольга р ОИЯИ ■ // \CT?!\CA\2

сС(56Со) Яе (поляриз.) — ОИЯИ h ■ "е \Ст?/Ы

^C(28Si) металлич. ОИЯИ о» ■ • I; др/дл

/хС(10 В) металлич. 10В PSI е» ■ U др/дл

дС(28 Si) мет. ОИЯИ • Vp ■ If др/дл

/?+(18Ne) пленка В2О3 3Не IPN |Cs|2/|CV|2

рСГ в) металлич. ПВ PSI др/дл

/3+(140) газ СН4 (1 атм) 3Не IPN \CsW\Cv?

/3+(140) газ СО (1 атм) 3Не IPN \Cs?/\Cv?

/Г(24Ыа) монокрист. 1МаС1 п 1LL -fe-I} \Ст\2/\Сл\2

рС(16 О) газ О2 (3-16 атм) PSI «W/ (Cs + gs)/gv

цС(1в О) газ Ог (1 атм) PSI СCs + gs)/gv

/?+(18Ne) газ Ог (1 атм) 3Не IPN \Cs\V\Cv\2

Эксперименты в стадии выполнения (2001-2002) или подготовки :

/3+(32АГ) 32Аг - ион.пучок 5IRa GANIL \Cs\2/\Cv\2

íxC(20Ne) Ne - газ (1 атм) PSI др/дл, gs/gv

цС{*° Аг) Аг - газ (1 атм) PSI «v7/ др/дл

еС(5в Со) Р-р 56Со в Н20 — ОИЯИ Ij - fe \Ст\2/\Сл\2

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Способ измерения спин-нейтринных угловых корреляций в электронном захвате.

В.Г.Егоров

Авторское свидетельство SU 1612765, кл. G 01 Т 1/38 (1989).

2. Способ измерения поляризации радиоактивных ядер.

B.Г.Егоров

Авторское свидетельство SU 1633369, кл. G 01 Т 1/32, (1989).

3. Investigation of spin-neutrino correlation in decay of polarized, 56 Co nuclei. V.G. Egorov, V.B. Brudanin, O.I. Kochetov, V.N. Pavlov, J. Slovak, Nuclear Physics A 524 (1991) 425-440.

4. Measurement of the induced pseudoscalar form factor in the capture of polarized muons by Si nuclei.

V. Brudanin, V. Egorov, T. Filipova, A. Kachalkin, V. Kovalenko, A. Salamatin, Yu. Shitov, I. Stekl, S. Vassiliev, V. Vorobel, Ts. Vylov, I. Yutlandov, Sh. Zaparov, J. Deutsch, R. Prieels, L. Grenacs, J. Rak, Ch. Briancon

Nuclear Physics A 587 (1995) 577-595.

5. Beta-Neutrino Angular Correlation in the Decay of lsNe.

V. Egorov, Ch. Briancon, V.B. Brudanin, J. Dionisio, J. Deutsch, V. Gorozhankin, Yu. Gurov, R. Prieels, V. Sandukovsky, N. Severijns, M. Simoes, Yu. Shitov, Ch. Vieu, V. Vorobel, Ts. Vylov, Sh. Zaparov Nuclear Physics A 621 (1997) 745-753.

6. Experiment AnCor: search for scalar interaction in ß-decay and ¡i-capture. Ch. Briancon, V.B. Brudanin, J. Deutsch, V.G. Egorov, T.V. Filipova, J. Govaerts,

C. Petitjean, R. Prieels, N. Severijns, Yu.A. Shitov, V. Vorobel, Ts. Vylov, V. Wi-aux, I.A. Yutlandov, Sh. Zaparov

Ядерная Физика, 61 (1998) 1395-1402.

7. Muon capture on "В: pseudoscalar coupling and the hyperfine effect.

V. Wiaux, J. Deutsch, J. Govaerts, J. Lehmann, T. Otto, R. Prieels, V.B. Brudanin, V.G. Egorov, J. Rak, K. Lou, C. Petitjean, P. Truol

Ядерная Физика, 61 (1998) 1403-1408.

« 8. The spin-neutrino correlation revisited in 28Si muon capture: a new determina-

tion of the induced pseudoscalar coupling др/дл-•> Ch. Briancon, V. Brudanin, J. Deutsch, V. Egorov, T. Filipova, M. Kudoyarov,

V. Lobanov, T. Mamedov, A. Pasternak, R. Prieels, A. Salamatin, Ts. Vylov, I. Yutlandov, SH. Zaparov Nuclear Physics A 671 (2000) p.647-657.

9. Investigations of weak couplings measuring angular correlations in p-capture: impact of nuclear models.

Yu. Shitov, V. Egorov, V. Brudanin, I. Yutlandov, Ts. Vylov, Ch. Briancon, J. Deutsch, R. Prieels, C. Petitjean, J. Suhonen

Czechoslovak Journal of Physics 52 (2002) 459-465.

10. Doppler-broadening of gamma rays following muon capture: search for scalar coupling.

Yu.Shitov, V.Egorov, Ch.Briancon, V.Brudanin, J.Deutsch, T.Filipova, C.Petitjean, R.Prieels, T.Siiskonen, J.Suhonen, Ts.Vylov, V.Wiaux, I.Yutlandov, Sh.Zaparov

Nuclear Physics A 699 (2002) 917-935.

11. Muon capture by "B and the hyperfine effect.

V. Wiaux, R. Prieels, J. Deutsch, J. Govaerts, V.B. Brudanin, V.G. Egorov, C. Petitjean, P. Truol

Physical Review С 65 (2002) 025503 1-8.

j

12. Beta-neutrino angular correlation in the decay of140. Search for scalar coupling and sensitivity to interatomic interaction.

V. Vorobel, Ch. Briançon, V. Brudanin, J. Deutsch, V. Egorov, R. Prieels, N. Severins, Yu.A. Shitov, Ch. Vieu, Ts. Vylov, I. Yutlandov, Sh. Zaparov The European Physical Journal A 16 (2003) 139-147.

13. Эксперименты по измерению угловых корреляций с участием нейтрино в процессах бета-распада, электронного и мюонного захвата.

В.Г. Егоров

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Дубна, 1991; Автореферат диссертации: ОИЯИ 6-91-471.

14. Исследование ß-u угловой корреляции в распаде 24Na.

В.Г.Егоров, Ш.Бриансон, В.Б.Бруданин, В.Воробел, Ц.Вылов, А.Маринов, Я.Рак, А.В.Саламатин, И.Штэкл Сообщения ОИЯИ, Дубна, 1991, Д6-91-199.

15. Спин-нейтринные угловые корреляции при ядерном захвате поляризованных мюонов.

В.Г.Егоров, В.Б.Бруданин, В.Воробел, Ц.Вылов, А.К.Качалкин, Я.Рак,

A.В.Саламатин, И.Штэкл, И.А.Ютландов Сообщения ОИЯИ, Дубна, 1991, Рб-91-430.

16. Measurement of the Induced Pseudoscalar Form Factor in the Capture of Polarized Muons by Si-28 Nuclei.

V. Brudanin, V. Egorov, A.Kachalkin, V.Kovalenko, A.Salamatin, I. Stekl, V.Vorobel, Ts.Vylov, I.Yutlandov, Sh.Zaparov, J.Rak, S.Vassiliev, J.Deutsch, R.Prieels, L.Grenacs, Ch.Briançon

Тезисы докладов Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, 17-20 мая 1994 г., Санкт-Петербург, с. 135.

17. Эксперименты по проекту АпСог: угловые корреляции в полулептонных слабых процессах.

B.Г. Егоров

Тезисы докладов Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, 14-17 июня 2000 г., Санкт-Петербург, с. 182.

18. Investigation of spin-neutrino angular correlations in processes of capture of polarized muons by light nuclei.

V. Brudanin, V. Egorov, A. Kachalkin, V. Kovalenko, A. Salamatin, Yu. Shitov, S. Vasiliev, V. Vorobel, I. Stekl, Ts. Vylov, I. Yutlandov, Sh. Zaparov, J. Deutsch, L. Grenacs, R. Prieels, Ch. Briançon

Experiments in Laboratory of Nuclear Problems of Joint Institute for Nuclear Research in 1994-1995, Dubna, 1994, JINR 94-165, p.29.

19. Investigation of beta-neutrino angular correlation in super allowed beta-decay of short-lived nuclei.

C. Belikov, V. Brudanin, V. Egorov, V. Kovalenko, A. Salamatin, I .Stekl, V. Tsu-pko-Sitnikov, S. Vasiliev, V. Vorobel, Ts. Vylov, Sh. Zaparov, Ch. Briançon, J. Dionisio, Ch. Vieu, J. Deutsch, R. Prieels, N. Severijns

Experiments in Laboratory of Nuclear Problems of Joint Institute for Nuclear Research in 1994-1995, Dubna, 1994, JINR 94-165, p.47.

20. Capture de Muons Polarisés par les Noyaux.

V. Brudanin, V. Egorov, T. Filipova, A. Kachalkin, A. Salamatin, Yu. Shitov, I. Stekl, S. Vassiliev, V. Vorobel, Ts. Vylov, I. Yutlandov, Sh. Zaparov, J. Rak, Ch. Briançon, J. Deutsch, L. Grenacs, R. Prieels

Rapport d'Activité CSNSM-Orsay 1992-1994, p.49.

21. Corrélations ß — v dans les Transitions ß Super-Permises.

V.Brudanin, V.Egorov, Ts.Vylov, A.Salamatin, V.Tsupko-Sitnikov, S.Vasiliev, V.Vorobel, S.Zaparov, Ch.Briançon, C.Vieu, J.Dionisio, J.Deutsch, R.Prieels, N.Severijns

Rapport d'Activité CSNSM-Orsay 1992-1994, p.51.

22. Investigation of Beta-Neutrino Angular Correlation in Fermi Beta-Decay of Short-Lived Nuclei.

V. Brudanin, V. Egorov, V. Tsoupko-Sitnikov, Sh. Zaparov, Ts. Vylov, Ch. Brian-con, Ch. Vieu, J. Dionisio, J. Deutsch, R. Prieels, N. Severijns, V. Vorobel, I. Stekl

Workshop 95, Czech Technical University in Prague & Technical University in Brno, Prague, January 23-26, 1995, p.73.

23. Investigation of Spin-Neutrino Angular Correlations in The Capture of Polarized Muons by Silicon Nuclei.

Ch. Briancon, V. Brudanin, J.Deutsch, V. Egorov, T.Filipova, L.Grenacs, R. Prieels, A. Salamatin, Yu. Shitov, I.Stekl, V.Vorobel, Ts.Vylov, I.Yutlandov, Sh.Zaparov

Proc. of the IV Int. Symp. on WEIN, Osaka, Japan, 12-16 June 1995, ed. by H.Ejiri, T.Kishimoto and T.Sato, World Scientific, p.390.

24. Investigation of Beta-Neutrino Angular Correlation in Super Allowed Beta-Decay of Short-Lived Nuclei.

Ch. Briancon, V. Brudanin, J. Deutsch, J. Dionisio, V. Egorov, V. Kovalenko, R. Prieels, A. Salamatin, N. Severijns, Ch. Vieu, V. Vorobel, Ts. Vylov, Sh. Zaparov

Abstracts of WEIN'95 — The IV Int. Symp. on Weak and Electromagnetic Interactions in Nuclei, June 12-16, 1995, Osaka, Japan, p.186.

25. Investigation of The Spin-Neutrino Angular Correlation in The Capture of Polarized Muons by Si Nuclei.

V. Brudanin, V. Egorov, T. Filipova, A.Kachalkin, V. Kovalenko, T. Mamedov,

A.Salamatin, Yu.Shitov, I.Stekl, V.Vorobel, Ts. Vylov, I. Yutlandov, Sh.Zaparov, J.Deutsch, L.Grenacs, R.Prieels, Ch.Briancon

Тезисы докладов Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, Санкт-Петербург, 17-30 июня 1995 г., с. 177.

26. Эксперименты по исследованию бета-нейтринных угловых корреляций в сверхразрешенном бета-распаде короткоживущих ядер.

B.Б.Бруданин, В.Воробел, Ц.Вылов, В.М.Горожанкин, В.Г.Егоров, Ш.Э.За-паров, В.Э.Коваленко, А.В.Саламатин, Ю.А.Шитов, И.Штекл, Ш.Бриансон,

Х.Дионисио, Ш.Вью, Ж.Дойч, Р.Приилс, Н.Северине

Тезисы докладов Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, Санкт-Петербург, 17-30 июня 1995 г., с. 178.

27. Investigation of fi-v Angular Correlation in Super Allowed Beta-Decay of ShortLived Nuclei.

V.G.Egorov, V.B.Brudanin, V.V.Tsoupko-Sitnikov, V.Vorobel, I.Stekl, Sh.Zaparov, Ts.Vylov, Ch.Briancon, Ch.Vieu, J.Dionisio, J.Deutsch, R.Prieels, N.Severijns Proc. of the Int. Europhysics Conf. on High Energy Physics, Brussels, Belgium, 27Jul-2Aug 1995, "World Scientific", p.509.

28. Doppler-broadening of gamma-rays following rnuon capture: search for scalar coupling.

V. Brudanin, V. Egorov, T. Filipova, Yu.Shitov, Ts.Vylov, I. Yutlandov, et al.

Laboratory of Nuclear Problems of Joint Institute for Nuclear Research in 1996-2000, Dubna, 99-153 (1999) 60.

29. Investigation of beta-neutrino angular correlation in superallowed beta decay of short-lived nuclei.

V. Brudanin, V. Egorov, A. Salamatin, Yu.Shitov, V. Vorobel, Ts.Vylov, et al.

Laboratory of Nuclear Problems of Joint Institute for Nuclear Research in 1996-2000, Dubna, 99-153 (1999) 62.

30. Doppler-broadening of gamma rays following muon capture: search for scalar coupling.

V.Egorov, Ch.Briancon, V.Brudanin, J.Deutsch, T.Filipova, J.Govaerts, C.Petit-jean, R.Prieels, Yu.Shitov, T.Siiskonen, J.Suhonen, Ts.Vylov, V.Wiaux, I.Yutlan-dov, Sh.Zaparov

Abstracts of Contributed Papers, International Nuclear Physics Conference, UNESCO, Paris, 24-28 August 1998, 712.

31. Measurement of (/3-v) correlation through the Doppler shift of f-rays following the decay of 'Ю, l8Ne, e*Na.

V.Egorov, H.Borner, Ch.Briancon, V.Brudanin, J.Deutsch, M.Jentschel, R.Prieels, N.Severijns, Yu.Shitov, V.Vorobel, Ts.Vylov, I.Yutlandov, Sh.Zaparov

Abstracts of Contributed Papers, International Nuclear Physics Conference,

«

UNESCO, Paris, 24-28 August 1998, 713.

32. Измерение индуцированного псевдоскалярного формфактора в захвате по- < ляризованных мюонов ядром Si.

В.Б. Бруданин, В. Воробел, Ц. Вылов, В.Г. Егоров, Ш.Э. Запаров, А.К. Качал-кин, В.Э.Коваленко, Т.Н.Мамедов, А.В.Саламатин, Ю.А.Шитов, И.Штекл, Т.В.Филипова, И.А.Ютландов, Л.Гренач, Ж.Дойч, Р.Приилс, Ш.Бриансон

Мюоны и пионы в веществе. Труды III Международного симпозиума по проблемам взаимодействия мюонов и пионов с веществом, 18-21 октября, Дубна, 1995, с. 156-161.

33. Doppler broadening of gamma rays following muon capture: search for scalar coupling. (Exp. R-97-03)

V. Egorov, Ch. Briancon, V. Brudanin, J.Deutsch, T. Filipova, J.Govaerts, C. Petitjean, R. Prieels, Yu. Shitov, Ts. Vylov, V. Wiaux, I. Yutlandov, Sh. Zaparov PSI Scientific Report 1998, v.l (Particles and Matter) 18.

34. Measuring the induced pseudoscalar coupling in nuclei: muon capture on "B and the hyperfine effect. (Exp. R-92-04)

V. Wiaux, V. Brudanin, J.Deutsch, V. Egorov, J.Govaerts, J.Lehmann, K. Lou, T. Otto, C. Petitjean, R. Prieels, J.Rak, P. Truol

PSI Nuclear and Particle Physics Newsletter (1995) 25.

35. The induced pseudoscalar coupling in nuclei: muon capture on "B and the ' hyperfine effect. (Exp. R-92-04)

V. Wiaux, V. Brudanin, J.Deutsch, V. Egorov, J.Govaerts, J.Lehmann, T. Otto,

C. Petitjean, R. Prieels, J.Rak, P. Truol

PSI Nuclear and Particle Physics Newsletter (1997) 26.

36. Doppler broadening of gamma rays following muon capture: search for scalar coupling. (Exp. R-97-03)

V.Egorov, Ch.Briancon, V.Brudanin, J.Deutsch, J.Govaerts, C.Petitjean, R.Prieels, Yu.Shitov, T.Siiskonen, J.Suhonen, Ts.Vylov, V.Wiaux, I.Yutlandov, Sh.Zaparov

PSI Nuclear and Particle Physics Newsletter (1997) 30.

37. Doppler-broadening of gamma-rays following muon capture: search for scalar coupling. (Exp. R-97-03)

Yu.Shitov, V.Egorov, Ch.Briancon, V.Brudanin, J.Deutsch, T.Filipova, C.Petitjean, R.Prieels, T.Siiskonen, J.Suhonen, Ts.Vylov, V.Wiaux, I.Yutlandov, Sh.Zaparov PSI Scientific Report 2001, v.l (Particles and Matter) 21.

38. Measuring the induced pseudoscalar coupling in nuclei: muon capture on "B and the hyperfine effect. (Exp. R-92-04)

V. Brudanin, J.Deutsch, V. Egorov, J.Govaerts, J.Lehmann, K. Lou, C. Petitjean, R. Prieels, J.Rak, P. Truol, V. Wiaux

PSI Annual Report 1994, Annex I, p.36-37.

39. Measurement of the induced pseudoscalar coupling constant using hyperfine conversion in nuclear muon capture by 10B and "B nuclei. (Exp. R-92-04) V.Brudanin, H.Daniel, J.Deutsch, V. Egorov, J.Govaerts, L.Grenacs, J.Lehmann, J.Hartmann, J.Lehmann, K.Lou, C.Petitjean, R.Prieels, J.Rak, W.Schott, P. Truol PSI Nuclear and Particle Physics Newsletter 1992, p.53-55.

40. Measuring the Induced Pseudoscalar Coupling in Nuclei: Muon Capture on "B and the Hyperfine Effect. (Exp. R-92-04)

V.Brudanin, J.Deutsch, V. Egorov, J.Govaerts, J.Lehmann, K. Lou, C. Petitjean, R. Prieels, J.Rak, P. Truol, V.Wiaux

PSI Nuclear and Particle Physics Newsletter 1993 p.63-65.

41. Doppler-broadening of gamma-rays following ¡1-capture in oxygen: search for scalar coupling.

V. Egorov, Ch. Briançon, V. Brudanin, J.Deutsch, T. Filipova, J.Govaerts, C. Petitjean, R. Prieels, Yu. Shitov, Ts. Vylov, V. Wiaux, I. Yutlandov, Sh. Zaparov

Тезисы докладов Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, 21-24 апреля 1999 г., Дубна, с. 404.

42. Гамма-излучение, сопровождающее захват мюонов в аргоне и неоне. П.Глинко, М.Ширченко, С.Васильев, В.Егоров, Ю.Шитов, И.Ютландов

Тезисы докладов Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, 18-22 июня 2002 г., Москва, с. 323-324.

43. Muon capture on ,60 : a search for a genuine scalar coupling in the electroweak interaction.

J.Deutsch, J.Govaerts, R.Prieels, V.Wiaux, V.Brudanin, V.Egorov, Yu.Shitov, Ts.Vy-lov, I.Yutlandov, Sh.Zaparov, C.Petitjean, Ch.Briançon, T.Siiskonen, J.Suhonen

Université catholique de Louvain, CYCLONE, Rapport d'activité 1997, 79-82.

44. Muon capture in UB : pseudoscalar coupling and the hyperfine effect.

V. Wiaux, J.Deutsch, J.Govaerts, J.Lehmann, T.Otto, R. P.rieels, V. Brudanin, V. Egorov, J.Rak, C. Petitjean, P. Truol

Université catholique de Louvain, CYCLONE, Rapport d'activité 1997, 74-79.

45. Recherche d'une interaction scalaire dans les désintégrations semi-leptoniques par l'étude de la corrélation angulaire /З-neutrino en émission /3. J.Deutsch, R. Prieels, N.Severijns, Ch.Briançon, J.Dionisio, Ch.Vieu, V. Brudanin, V. Egorov, T. Filipova, Yu. Shitov, V.Vorobel, Ts. Vylov, I. Yutlandov, Sh. Zaparov Université catholique de Louvain, CYCLONE, Rapport d'activité 1997, 91-93.

Получено 20 февраля 2003 г.

»11279

2оо

Макет Н. А. Киселевой

Подписано в печать 21.02.2003. Формат 60 х 90/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,25. Уч.-изд. л. 2,3. Тираж 100 экз. Заказ № 53778.

Издательский отдел Объединенного института ядерных исследований 141980, г. Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6. E-mail: publish@pds.jinr.ru www.jinr.ru/publish/

1 Введение

1.1 Общая постановка задачи (проблемы Стандартной Модели слабых взаимодействий и возможность их решения в корреляционных экспериментах)

1.2 Цель данной работы (экспериментальная программа АпСог).

1.3 Краткое содержание работы.

2 Исследование угловых корреляций в /?-распаде (е-захвате)

2.1 Описание различных типов корреляций

2.2 Исследование угловой (/3-й) корреляции в /3-распаде.

2.2.1 Обзор сложившейся экспериментальной ситуации

2.2.2 Общая идея проводимых экспериментов.

2.2.3 Проведение методического off-line эксперимента с ядром 24Na

2.2.4 Проведение методических on-line экспериментов с твердыми мишенями

2.2.5 Проведение on-line эксперимента с ядром 18Ne в твердой мишени

2.2.6 Проведение тестовых on-line экспериментов с ядром 140 в газовых мишенях

2.2.7 Проведение on-line эксперимента с ядром 140 в газовой мишени СО

2.2.8 Проведение on-line эксперимента с ядром 18Ne в газовой мишени Ог

2.2.9 Разработка будущих on-line экспериментов с /^-задержанными протонными излучателями

2.2.10 Проведение off-line эксперимента с ядром 24Na в монокристалле NaCl

2.3 Исследование (/-f) корреляции в с-захвате

2.3.1 Обзор предшествующих экспериментов

2.3.2 Проведение эксперимента с поляризованным ядром 56Со

2.3.3 Планируемые эксперименты с поляризованными ядрами.

2.3.4 Планируемый эксперимент с комптоновским поляриметром

3 Исследование угловых корреляций в ядерном //-захвате

3.1 Описание общего вида корреляций.

3.2 Исследование корреляций в разрешенном /i-захвате

3.2.1 Чувствительность разрешенного ц-захвата к индуцированному псевдоскалярному взаимодействию

3.2.2 Проведение "сверхтонких" экспериментов с 10,11 В

3.2.3 Разработка и проведение первого эксперимента с Si мишенью

3.2.4 Проведение второго эксперимента с Si мишенью

3.2.5 Дополнительные экспериментальные и теоретические работы

3.2.6 Обобщение результатов по //-захвату в 28Si

3.3 Исследование корреляций в //-захвате первого запрета

3.3.1 Чувствительность //-захвата первого запрета к Скалярному взаимодействию

3.3.2 Проведение тестового эксперимента с кислородной газовой мише

3.3.3 Проведение основных измерений с кислородной мишенью.

3.4 Планируемые новые эксперименты по угловым корреляциям в /i-захвате

1.1 Общая постановка задачи (проблемы Стандартной Модели слабых взаимодействий и возможность их решения в корреляционных экспериментах)

Согласно [1], слабое взаимодействие может, в принципе, состоять из пяти независимых взаимодействий, отличающихся друг от друга своими свойствами пространственной симметрии и называнных Скалярным (£), Векторным (V), Аксиальным (Л), Тензорным (Т) и Псевдоскалярным (Р). Формально это соответствует тому, что релятивистски-инвариантный гамильтониан слабого взаимодействия представляет собой линейную комбинацию пяти операторов 0¡, описывающих перечисленные взаимодействия и связанных с помощью десяти (вообще говоря, комплексных) констант связи С,- и C¡, причем штриховннные и нештрихованные константы отвечают нарушению и сохранению пространственной четности, соответственно.

Что можно сказать об относительном вкладе различных взаимодействий (иначе говоря - о величине констант связи C¿ и С,')?

Сразу же после открытия Ц.Ву [2] в 1957 году несохранения четности в (3-распаде 60Со, начался буквально экспериментальный бум в исследовании слабых взаимодействий. Проведенные к этому времени многочисленные опыты по измерению формы разрешенных /3-спектров указывали на отсутствие (или, по крайней мере, на близость к нулю) так называемых фирцевских членов, обусловленных интерференцией между V и S (А и Т) взаимодействиями в фермиевских (гамов-теллеровских) распадах. Одновременно, измерения спиральности /?-частиц показали, что она отрицательна для электронов и положительна для позитронов. Из всего этого следует, что в природе реализуются (или, по крайней мере, существенно доминируют) только два взаимодействия: (S, Т) в том случае, если нейтрино правое, или (V, А) - если оно левое. Опыты по угловым бета-нейтринным и спин-нейтринным корреляциям указывали на то, что справедливо второе из этих утверждений.

На основании этих, а также многих других экспериментальных фактов и теоретических посылок, был выдвинут ряд гипотез, налагающих существенные ограничения на величину констант связи и составляющих основу общепринятой в настоящее время Стандартной Модели электрослабых взаилмдействий (СМ):

• Гипотеза о временной (или Т-) инвариантности, что по СРГ-теореме Людер-са и Паули равносильно сохранению комбинированной CP-четности, соответствует тому, что все константы связи являются действительными:

• Гипотеза о двухкомпонентности нейтрино означает равенство (с точностью до знака) штрихованных и нештрихованных констант:

IV = ¿ (фр °«фп) (фе Oi (Ci + СЫ Ф„) + Н.с.

1)

Im(Ci) = Im(C¡) = 0.

2)

C¡ = ±Ci

3)

При этом происходит максимальное нарушение пространственной (Р-) четности, нейтрино должно быть безмассовым и может находиться лишь в одном спиновом состоянии со спиральностью = ±1. Корреляционные эксперименты однозначно указывают на то, что это должно быть состояние с Л = -1 для нейтрино и, соответственно, Л = +1 для антинейтрино.

• Согласно гипотезе об универсальном V—А взаимодействии, варианты 5", Т и Р полагаются полностью отсутствующими: Ст = СР = 0, (4) а оставшиеся V и А приблизительно равны друг другу и находятся в противофазе:

С А ~ -Су-, (5) при этом, эффективные константы С? для (3-распада, /¿-распада и /¿-захвата совпадают1 и представляют собой одну глобальную константу Ферми вр = 1.16639а • 10"5ГэВ-2 • (Не)3 ~ 1.4 • 10"49эрг • см3. (6)

Таким образом, если перечисленные гипотезы, составляющие основу Стандартной Модели, справедливы, то из двадцати реальных параметров, входящих в гамильтониан (1) в виде констант связи С, ненулевыми являются лишь четыре:

Су = С'у и Са=С'а, (7) что соответствует наличию всего двух независимых параметров теории - абсолютной величины константы Ср и отношения Л = Сл/Су. Оба эти параметра с хорошей точностью определяются из распада свободного нейтрона.

Существующие экспериментальные данные, в основном, подтверждают СМ. Но в то же время, некоторые факты (неразрешенная проблема с дефицитом солнечных нейтрино, признаки присутствия во Вселенной темной материи, не вполне гладкое объяснение нарушения СР-четности в распаде К-мезона, искусственное постулирование сохранения барионного и лептонного зарядов, проблема иерархии, наличие различных масс у лептонов, ненормально большое количество свободных параметров, и т. п.) настоятельно напоминают о том, что СМ - хоть и стандартная, но всё же модель, и потому должна иметь некие границы применимости. Чтобы определить эти границы, надо ответить на вопрос, какие из основных гипотез действительно выполняются и в какой степени. Этот вопрос можно разбить на несколько более конкретных:

• Масса покоя нейтрино тождественно равна нулю или она просто очень мала?

• Действительно ли безмассовое нейтрино на 100% левое? (Существует ли хотя бы малая примесь правых нейтрино?)

• Является ли нейтрино абсолютно дираковской частицей или возможно существование майораиовских нейтрино?

Наиболее полное согласие с экспериментом (объяснение небольшого расхождения между Ср и , превышения |Сд| над \Су\, а также 20-кратного подавления вероятности полулептонных распадов гиперонов) достигается в схеме Кабиббо[3].

• Если существуют несколько видов нейтрино, то возможно ли их взаимное превращение (осцилляции)?

• Существует ли малая примесь в и/или Т взаимодействия?

• С какой точностью сохраняется СР-четность в /3-распаде и /¿-захвате?

Существует ряд и других проблем - возможно, не столь фундаментальных, но не становящихся от этого менее важными. К ним относятся, в частности, многие вопросы, касающиеся индуцированных взаимодействий (см., например, обзоры [4, о]).

Если, находясь в рамках СМ, учесть члены, пропорциональные передаваемому импульсу q (что становится весьма существенным в случае ^-захвата, когда ц составляет около 100 МэВ/с), то на нуклонном уровне матричные элементы от векторной и аксиальной частей слабого адронного тока в самом общем виде будут выглядеть следующим образом [6] : а/3 <?/? I

2МР )Т~ п |й(0)| р) = г- (йя| |ду(<?) ■ 7а + дз(я2) ■ ^ + дм{<?) {п\Аа(0)\р) = i (йп |дА{с?).1аЪ+др{д>)^^+дт{д>).Ц^У ,

8)

9) где вторые и третьи слагаемые в фигурных скобках индуцированы структурой нуклона и называются индуцированным скалярным, индуцированным псевдоскалярным, индуцированным тензорным взаимодействием и слабым магнетизмом. Так как амплитуды соответствующих членов зависят от переданного импульса q, то называются они уже не константами связи, а форм-факторами <7;(<?2).

Как и константы связи С,-, формфакторы д,- должны быть действительными в случае Т-инвариантности. Другие, более конкретные ограничения на величину фор-мфакторов могут быть получены на основе дополнительных гипотез, справедливость которых в рамках СМ, вообще говоря, необязательна. К таким вспомогательным гипотезам относятся в первую очередь

• гипотеза о сохранении векторного тока (СУС), из которой следует, что ау(0) = 1 ;

9з{я2) = о ; (10) дм( 0) = цР - цп- 1 = 3.706 ,

• гипотеза о частичном сохранении аксиального адронного тока (РСАС), приводящая к соотношению Гольдбергера-Треймана [7] для дл

9л(0) = -^^Ы-"'!) = -(1.33. 1.35) (И) и (при некоторых дополнительных предположениях) - для др :

9Р{Ч2) = 9шы{-ш1) ■ Д - * 9л(ч2) • * 79а{.Ч2) ^ -8.7 , (12)

Я* + тп1Ж +

• гипотеза о G-инвариантности токов, запрещающая существование токов второго рода, к которым относится дт : дт = 0. (13)

Имеется ряд экспериментальных и теоретических работ, как подтверждающих, так и ставящих под сомнение перечисленные гипотезы. Так, существует предположение о возможности сильного подавления дл и особенно др в ядрах по сравнению со свободными нуклонами (это может быть следствием сильного взаимодействия с окружающей адронной средой), есть некие экспериментальные указания на возможное присутствие дт, и т.д. Эти нарушения CVC, РСАС и G-инвариантности (если они действительно существуют) должны сильно зависеть от эффективной массы виртуального пиона, от таких коллективных характеристик ядерной материи, как ее плотность и температура [8].

Поэтому весьма актуальными не только для физики частиц, но и, например, для астрофизики, явились бы ответы на вопросы, касающиеся справедливости перечисленных вспомогательных гипотез:

• Изменяются ли величины форм-факторов в /i-захвате по сравнению с /3-распадом и с процессом рассеяния электронов?

• Действительно ли токи второго рода полностью отсутствуют?

• Происходит ли изменение индуцированных форм-факторов в ядрах по сравнению со свободными нуклонами? Зависят ли они от размеров (массы) ядра?

Как видим, существует ряд проблем, для решения которых необходимо наряду с поиском экзотических явлений [9] (типа безнейтринного 2/3-распада, "тяжелого" нейтрино, ненулевой массы или магнитного момента обычного нейтрино, и т. п.) измерять отношения фундаментальных констант связи Cs/Cy, Ст/Са в случае ^-распада и/или е-захвата, и индуцированных форм-факторов (#р, <7т)/<7а5 (<7м> <7s)/<7v и g\/gv в случае ^-захвата. Заметим, что для этого вовсе необязательно строить гигантские ускорители или возводить циклопические нейтринные детекторы — достаточно с помощью современной прецизионной ядерно-спектрометрической техники измерить некоторые угловые корреляции в указанных полулептонных процессах.

Действительно, так как каждое из перечисленных (как фундаментальных, так и индуцированных) взаимодействий характеризуется присущими только ему пространственными свойствами (как это следует из названий), то его присутствие сказывается в первую очередь на пространственном распределении векторных и/или аксиально-векторных характеристик лептонов, участвующих в слабом процессе (то есть, в различных угловых корреляциях между импульсами и угловыми моментами испускаемых и поглощаемых частиц[10, И]). Так, например, для фермиевских /^-переходов, когда спин нуклона, непосредственно участвующего в распаде, не излшьястся в пространстве (т.е., отсутствует так называемый spin flip), У-взаимодействие приводит к преимущественному испусканию /?-частицы и нейтрино в одном и том же направлении, тогда как в случае ¿"-взаимодействия эти частицы испускались бы в противоположные стороны. Аналогично, в гамов-теллеровских распадах (т.е., при наличии spin flip'a.)

Л-взаимодействие вызывает некоторое обогащение вероятности разлета частиц в про-g, тивоположные стороны, а Т-взаимодействие - в одну и ту же сторону.

Таким образом, угловые корреляции являются наблюдаемыми величинами, наиболее чувствительными к отношениям форм-факторов. Именно их измерение привело в свое время к открытию нарушения Р-четности и может привести в дальнейшем к изменению Стандартной Модели.

К сожалению, зарегистрировать направление вылета нейтрино2 можно только косвенно, восстановив кинематическую картину всех частиц, участвующих в процессе. Эта задача очень непростая, и потому количество корреляционных экспериментов с участием нейтрино, проведенных в мире на сегодняшний день3, очень невелико (см. ниже разделы 2.2.1, 2.3.1, 3.2.1 и 3.3.1). Большинство из них, такие как знаменитый опыт By, опыты Аллена или опыт Голъдгабера, Гродзинса и Сунъяра, вошедшие во все учебники по ядерной физике, делались 30-40 лет назад и ставили своею целью лишь грубо определить, какой вид взаимодействия является превалирующим - S, V, А или Т, каких нейтрино больше - правых или левых, и т. д. щ Сегодня социальный заказ таких экспериментов другой. Теперь от них требуется не качественный, а количественный ответ, причем речь идет о величине примеси запрещенных эффектов на уровне единиц процентов. Ясно, что для этого нужна совершенно иная постановка экспериментов, использующая последние достижения техники прецизионной ядерной спектроскопии в совокупности с уникальными пучками, доступными на некоторых базовых установках Европы. Сочетать эти два фактора может далеко не каждая научная группа; сегодня, кроме нас, их только две: одна занимается исследованием ядерного fi-захвата на ускорителе TRIUMF (Ванкувер, Канада), а другая исследует /?-распад 32Аг на комплексе ISOLDE (ЦЕРН, Женева), причем их работы по угловым корреляциям носят лишь эпизодический характер.

2Испускание именно этого лептока объединяет все рассматриваемые здесь процессы и является определяющим в угловых корреляциях.

3В данной работе по методическим соображениям не рассматриваются эксперименты, исследующие распад свободного нейтрона.

4.1 Результаты работы

В результате данной работы был предложен, разработан и проведен ряд новых экспериментов по исследованию угловых корреляций в полулептонных процессах:

1. Впервые измерены доплеровские сдвиги нескольких 7-линий, сопровождающих распад поляризованных ядер. (Эксперимент проведен с ядрами 56Со, поляризованными сверхтонким магнитным полем при температуре 12 мК.) Из величины сдвигов определен коэффициент угловой (/,- — 1/)-корреляции, не противоречащий Стандартной Модели, и получен знак магнитного момента для ядра 56Со.

Разработан альтернативный способ измерения угловой (// — ^-корреляции в электронном захвате, основанный на прямом измерении доплеровского сдвига 7-лучей, сопровождающих захват и пропущенных через комптоновский поляриметр. (Оба метода защищены Авторскими Свидетельствами.)

2. Впервые непосредственно измерена величина доплеровского сдвига 7-излучения в /3~-распаде 24Na при различных энергиях вызывающих этот сдвиг /?-частиц. Получено значение коэффициента угловой (/? — ^-корреляции в этом распаде, соответствующее Аксиальному типу взаимодействия (что хорошо согласуется с теоретическими предсказаниями). Разработана модель, описывающая процесс торможения ядра отдачи в веществе мишени.

Впервые такое же измерение проведено для ядер 24Na, находящихся в монокристалле. Показано, что величина доплеровского сдвига зависит от направления относительно кристаллических осей.

3. Впервые разработанная методика измерения (/? — г/)-корреляций применена для исследования фермиевских /3+-распадоп. Создана установка, содержащая 14 кремниевых (3-детекторов и 2 германиевых 7-детектора; с ее помощью проведено измерение угловой (/? — !/)-корреляции в распаде ядер 18Ne, образующихся в реакции (3Не,п) на твердой мишени В2О3. Полученный корреляционный коэффициент (а = +1.00 ± 0.19) на 95% уровне достоверности соответствует верхнему пределу | С $ | /1 Су | < 0.29 на примесь Скалярного взаимодействия. Измерение повторено с использованием специально созданной проточной газовой мишени О2 при атмосферном давлении.

На этой же установке, но с использованием газовых мишеней СН4 и СО, измерена величина доплеровского сдвига 7-излучения в распаде 140. Показано, что отклонение результата от ожидаемого на 10-15% вызвано межатомным взаимодействием в молекуле СО2, являющейся основным переносчиком изучаемых ядер 140; получены параметры потенциала этого взаимодействия при энергиях до ~200 эВ.

4. Впервые разработан эксперимент по исследованию (¡3 — ¿>)-корреляции в фермиевском /?+-распаде на основе прямого измерения кинематических сдвигов бетазадержанных протонов в совпадении с позитронами, имеющими определенный импульс. С целью выбора оптимальных условий для исследований, проведены тестовые сеансы на ISOL-установках ЯСНАПП-2 в Дубне (изучаемое ядро - 30Са),

LISOL в Лювен-ла-Нёв, Бельгия (ядра 24Si и 28S) и SIRa GAÑIL в Кане, Франция ядро 32Аг). Наилучшие результаты получены с масс-сепарированным пучком 32Аг установки SIRa ускорителя GANIL.

По результатам теста разработан проект эксперимента Е341, который одобрен Программным комитетом GANIL и планируется к проведению в 2003 году.

5. Впервые по доплеровской форме 7-линии измерена угловая (сг^—и^—7)-корреляция в разрешенном (0+ -> 1+)-переходе при захвате поляризованных мюонов ядрами 28Si. Изменение проводилось под различными углами к оси пучка, для чего использовалось механическое перемещение 7-детекторов.

Такое же измерение впервые проведено с использованием /íSR-техники, позволившей менять направление остаточной поляризации мюонов без изменения геометрии установки, что снизило возможную систематическую ошибку.

По результатам двух экспериментов получено новое значение модельно-незави-симого корреляционного параметра Mi(2)/Mi(—1) = +0.247 ± 0.027. Используя многочисленные теоретические расчеты ядерных матричных элементов, сделан (модельно-зависимый) вывод о существенном подавлении форм-фактора индуцированного псевдоскалярного взаимодействия, что противоречит предсказаниям гипотезы PC АС.

6. Впервые исследована угловая (сг^ — /,)-корреляция в /i-захвате на изотопически-обогащенных мишенях 10'ПВ. Для ПВ впервые измерено отношение скоростей А+/А~ = 0.028 ±0.022 захвата из различных подсостояний сверхтонкой структуры. Полученое значение др/дл = +4.3Í2;! меньше предсказанного теорией (+6.8), но не противоречит ей в пределах погрешности.

7. Впервые измерена форма доплеровски-уширенной 7-линии в //-захвате на газообразной мишени. Для ядер мишени 160 получена зависимость этой формы от давления газа Ог, обусловленная процессом торможения ядер отдачи.

На специально созданной установке, позволяющей исследовать //-захват в газах при атмосферном давлении, впервые измерены спектры 7-излучения, сопровождающего //-захват в кислороде, неоне и аргоне.

Используя кислородную мишень, впервые измерен доплеровский профиль 7-линии, сопровождающей //-захват первого запрета, и получено значение коэффициента a\ = +0.096 ± 0.021 угловой (7 — ^-корреляции в //-захвате на 160. При использовании существующих расчетов ядерных матричных элементов это соответствует присутствию Скалярного взаимодействия на уровне 15-20% и противоречит Стандартной Модели. Сделан вывод о необходимости проведения экспериментов с другими ядрами этого же массового диапазона.

8. Для устранения противоречий, как в случае со Скалярным, так и с Псевдоскалярным форм-фактором, предложен новый эксперимент по одновременному измерению угловой (7 — г/м)-корреляции в нескольких переходах различной степени запрета при //-захвате на ядрах 20Ne.

Выполнен успешный тестовый сеанс, после чего проект предложенного эксперимента R-97-03 одобрен Программным комитетом PSI и принят к проведению.

Перечисленные новые эксперименты легли в основу программы " АпСог", которая одобрена Программным консультативным комитетом ОИЯИ по физике низких и промежуточных энергий и является одной из составных частей темы первого приоритета "Исследование фундаментальных взаимодействий в ядрах методами ядерной спектроскопии".

Часть этих экспериментов (см. Таблицу 13) только планируется, находится в стадии проведения или обработки данных, другая часть уже завершена. Некоторые из них оказались неудачными и имеют лишь методическое значение, другие же вполне удались и даже дали нетривиальные результаты, что заставляет нас продолжать работу в данном направлении, ставшем теперь уже традиционным (во многом - благодаря нашим усилиям).

4 Заключение.

1. H.Primakoff, Rev. Mod. Phys. 31 (1959) 802. M.L.Goldberger and S.B.Treiman, Phys. Rev. Ill (1958) 354. M.Lutz, S.Klimt and W.Weise, Nucl. Phys. A 542 (1992) 521.

2. Г.В.Клапдор-Клайнгротхаус и А.Штаудт, " Неускорительная физика элементарных частиц", пер. с нем. В.А.Беднякова М.: "Наука. Физматлит", 1997.

3. J.D.Jackson, S.B.Treiman and H.W.Wyld Jr., Phys. Rev. 106 (1957) 517.

4. J.D.Jackson, S.B.Treiman and H.W.Wyld Jr., Nucl. Phys. 4 (1957) 206.

5. Ch.Briangon et al., Ядерная Физика 61 (1998) 1395.

6. В.Г.Егоров, Тезисы докладов 50 Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, СПб., 2000, с. 182.

7. B.Pontecorvo, National Research Council of Canada, Chalk River, Report PD-205 (1946).

8. R.Devis, Phys. Rev. 97 (1955) 766. V.B.Berestetsky et al, Nucl. Phys. 5 (1958) 464. V.B.Berestetsky et ai, Phys. Rev. Ill (1958) 522.

9. J.S.Allen. "The Neutrino", Princeton Univercity Press, Princeton, NJ, 1958. Дж.Аллен. "Нейтрино", (Пер. с англ. В.Н.Андреева и А.В.Давыдова), М., Изд. иностранной литературы, 1960.

10. Ю.В.Требуховский и др., ЖЭТФ 36 (1959) 1314.

11. В.К.Григорьев и др., Ядерная Физика 6 (1967) 329.

12. R.Dobrozemsky et ai, Phys. Rev. D 11 (1975) 510.

13. B.M.Rustad and S.L.Ruby, Phys. Rev. 97 (1955) 991.

14. W.B.Herrmannsfeldt et al., Phys. Rev. Lett. 1 (1958) 61.

15. J.S.Allen et al., Phys. Rev. 116 (1959) 134.

16. B.W.Ridley, Nucl. Phys. 25 (1961) 483.

17. J.B.Vise and B.M.Rustad, Phys. Rev. 132 (1963) 2573.

18. C.H.Johnson, F.Pleasonton and T.A.Carlson, Phys. Rev. 132 (1963) 1149.

19. W.P.Alford and D.R.Hamilton, Phys. Rev. 95 (1954) 1351.

20. D.R.Maxson, J.S.Allen and W.K.Jentschke, Phys. Rev. 97 (1955) 109.

21. W.P.Alford and D.R.Hamilton, Phys. Rev. 105 (1957) 673.

22. M.L.Good and E.J.Lauer, Phys. Rev. 105 (1957) 213.

23. E.T.H.Clifford et ai, Nucl. Phys. A 493 (1989) 293.

24. T.A.Carlson, Phys. Rev. 132 (1963) 2239.

25. H.A.Бургов и др., Ядерная Физика 1 (1965) 733.

26. H.A.Бургов и др., Атомная Энергия 2 (1957) 514.

27. H.A.Бургов и др., ЖЭТФ 35 (1958) 932.

28. D.Schardt and K.Riisager, Z. Phys. A 345 (1993) 265.

29. W.B.Herrmannsfeldt et ai, Phys. Rev. 107 (1957) 641.

30. E.K.Warburton et al., Phys. Rev. С 26 (1982) 1186.

31. В.Г.Егоров и др., Сообщения ОИЯИ Д6-91-199 (1991).

32. C.Belikov et ai, in Experiments in Laboratory of Nuclear Problems of Joint Institute for Nuclear Research in 1994-1995, Dubna, 1994, JINR 94-165, p.47.

33. V.Brudanin et al., in Rapport d'Activité CSNSM-Orsay (1992-1994), p.51.

34. V.Brudanin et ai, in Abstr. of Workshop 95, Czech Technical University in Prague & Technical University in Brno, Prague, January 23-26, 1995, p.73.

35. Ch.Briançon et ai, in Abstr. WEIN'95, IV Int. Symp. on Weak and Electromagnetic Interactions in Nuclei, June 12-16 1995, Osaka, p.186.

36. V.Brudanin et al., Тезисы докладов 45 Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, СПб., 1995, с. 178.

37. V.G.Egorov et al., Ргос. of the Int. Europhysics Conf. on High Energy Physics, Brussels, Belgium, 27 Jul 2 Aug 1995, ed. J.Lemonne, C.Vander Velde and F.Verbeure, "World Scientific", 509.

38. V.Egorov et al., Nucl. Phys. A 621 (1997) 745.

39. Particle Data Group, Phys. Rev. D 54 (1996) 165.

40. E.Adelberger and A.Garcia, частные сообщения.

41. V.Vorobel et al., Czechoslovak Journal of Physics 52 (2002) 547.

42. V.Vorobel et al., The European Phys. Journal A16 (2003) 139.

43. A.H.Snell, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 220.

44. Laboratory of Nuclear Problems of JINR in 1996-2000, Дубна JINR 99-153 (1999) 62.

45. E.G.Adelberger et al, Phys. Rev. Lett. 83 (1999) 1299.61. GANIL Experiment E341.

46. V.Egorov et al., Abstracts of The Int. Nucl. Phys. Conf., UNESCO, Paris, 24-28 August 1998, 713.

47. At. Data and Nucl. Data Tab. 16 (1975) 451.

48. N.Severijns, частное сообщение (1997).

49. M.T.Burgy et al., Phys. Rev. 120 (1960) 1829.

50. M.A.Clark and J.M.Robson, Can. J. Phys. 38 (1960) 693.

51. C.J.Christensen, V.E.ICrohn and G.R.Ringo, Phys. Rev. С 1 (1970) 1693.

52. Б.Г.Ерозолимский и др., Яд. Физ. 12 (1970) 323.

53. F.P.Calaprice et al., Phys. Rev. Lett. 18 (1967) 918.

54. I.Marklund and L.A.Page, Nucl. Phys. 9 (1958) 88.

55. J.C.Palathingal, Phys. Rev. Lett. 24 (1970) 524.

56. Ц.Вылов и др., Изв. АН СССР (сер. физ.), 48 (1984) 1809.

57. В.Г.Егоров и А.А.Солнышкин, Авт. свид. SU 1182452, кл. G 01 Т 1/36 (1984).

58. В.Г.Егоров и А.А.Солнышкин, Авт. свид. SU 1257727, кл. Н Ol J 49/40 (1984).

59. В.Г.Егоров и А.А.Солнышкин, Сообщения ОИЯИ Р15-85-862 (1985) 27.1. В.Г.Егоров, там же, 11.

60. В.Г.Егоров, Авт. свид. SU 1285420, кл. G 01 Т 1/29 (1985).

61. В.Г.Егоров, Авт. свид. SU 1633369, кл. G 01 Т 1/32 (1989).

62. V.G.Egorov et al., Nucl. Phys. А524 (1991) 425.

63. В.Г.Егоров, Авт. свид. SU 1612765, кл. G 01 Т 1/38 (1989).

64. A.H.Snell and F.Pleasonton, Phys. Rev. 100 (1955) 1396.

65. T.A.Carlson, F.Pleasonton and C.H.Johnson, Phys. Rev. 129 (1963) 2220.

66. S.R. de Groot, H.A.Tolhoek and W.J.Huiskamp, in: Alpha-, beta- and gamma-ray spectroscopy, ed. K.Siegbahn, vol.3, North-Holland, Amsterdam, 1965, ch.19(b).

67. V.N.Pavlov, Cryogenics 22 (1982) 318.

68. S.B.Gunst and L.A.Page, Phys. Rev. 92 (1953) 970.

69. Г.Фрауенфельдер и А.Росси, в кн. "Методы определения основных характеристик атомных ядер и элементарных частиц" (пер. с англ. под ред. Л.Л.Арцимовича) -М., "Мир", 1965.

70. P.Argyres and C.Kittel, Acta Metallurgica 1 (1953) 241.

71. A.Ф.Новгородов, частное сообщение.

72. PSI Users' Guide, http://people.web.psi.ch/foroughi/.

73. V.S.Evseev, Depolarization of negative muons and interaction of mesonic atoms with the medium, in: "Muon Physics", vol. 3, eds. V.W.Hughes and C.S.Wu (Academic Press, N-Y, 1975).

74. M.Morita and A.Fujii, Phys. Rev 118 (1960) 606.

75. V.V.Balashov and R.A.Eramzhyan, Atomic Energy Review, (Vienna), 5 (1967) 3.

76. B.В.Балашов, Г.Ж.Коренман, Р.А.Эрамжян, "Поглощение мезонов атомными ядрами", Атомиздат, Москва, 1978.

77. R.A.Eramzhyan, Proc. of III Int. Symp. on Weak and Electromagnetic Interaction (WEIN-92), Dubna,Russia, June 16-22, 1992 (World-Scientific, Singapore, 1992) 282.

78. A.L.Barabanov, Ядерная Физика 63 (2000) 1262; nucl-th/9903054-,

79. Препринт ИАЭ IAE-6119/2 (1999). N.P.Popov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 44 (1963) 1679. G.M.Bukat and N.P.Popov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 46 (1964) 1782. A.P.Bukhvostov and N.P.Popov, Phys. Lett. В 24 (1967) 487.

80. Z.Oziewicz and A.Pikulski, Acta Phys. Pol. 32 (1967) 873.

81. L.Grenacs et ai, Nucl. Instr. and Meth. 58 (1968) 164.

82. J.Lindhard, M.Scharff, H.E.Schiott, Dansk. Vid. Selsk. Mat.-Fys. Medd. 33 (1963) 3.

83. A.E.Blaugrund, Nucl. Phys. 88 (1966) 5017.

84. K.B.Winterborn, Nucl. Phys. A 246 (1975) 293.

85. S.Kalbitzer et al, Z. Phys. A 278 (1976) 223.

86. И.Х.Лемберги А.А.Пастернак, Современные методы ядерной спектроскопии, Л., "Наука", 1985, стр. 3.

87. М.К.Георгиев а и др., ЭЧАЯ 20 (1989) 9307.

88. P.Ackerbauer et al, Phys. Lett. В 417 (1998) 224.

89. J.Govaerts, Nucl. Instr. and Meth. A 402 (1998) 303.

90. J.Bernstein et al., Phys. Rev. Ill (1958) 313.

91. R.Winston and V.L.Telegdi, Phys. Rev. Lett. 7 (1961) 104.

92. J.Deutsch et al, Phys. Lett. 28 В (1968) 178.

93. A.Fujii and H.Primakoff, Nuo. Cim. 12 (1959) 327.

94. H.Primakoff, Elementary-particle aspects of muon decay and muon capture, in: "Muon Physics", vol. 2, eds. V.W.Hughes and C.S.Wu (Academic Press, N-Y, 1975).

95. Particle Data Group, Euro. Phys. J. C3 (1998) 622.

96. B.R.Holstein, Phys. Rev. С 29 (1984) 623.

97. V.Bernard, L.Elouadrhiri and U.-G.Meissner, hep-ph/0107088; V.Bernard et ai, Phys. Rev. D50 (1994) 6899.

98. H.W.Fearing et al., Phys. Rev. D 56 (1997) 1783.

99. S.Wycech, Nucl. Phys. В 14 (1969) 131.

100. M.Ericsson, Prog. Nucl. Part. Phys. 1 (1978) 67.

101. J.Delorme and M.Ericsson, Phys. Rev. С 49 (1994) 1763.

102. E.G.Adelberger et al., Phys. Rev. Lett. 67 (1991) 3658.

103. E.K.Warburton, Phys. Rev. С 43 (1991) 233.

104. K.Kubodera and M.Rho, Phys. Rev. Lett. 67 (1991) 3479.

105. L.Ph.Roesch et ai, Phys. Rev. Lett. 46 (1981) 1507.125.126.127.128.129.130.131.132.133.134.135.136.137.138.139.140.141.142.143.144.145.146.147.148.149.150.151.152.

106. M.Fukui et al, Phys. Lett. В 132 (1983) 255. Y.Kuno et al, Phys. Lett. В 148 (1984) 270.

107. A.Frischknecht et al, Phys. Rev. С 32 (1985) 1506. M.Dobeli et al, Phys. Rev. С 37 (1988) 1633. D.Armstrong et al, Phys. Rev. С 40 (1989) 1506. D.Armstrong et al, Phys. Rev. С 43 (1991) 1425. D.Armstrong et al, Phys. Rev. С 46 (1992) 1094.

108. G.Jonkmans et al, Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 4512. D.H.Wright et al, Phys. Rev. С 57 (1998) 373. T.P.Gorringe et al, Phys. Rev. С 58 (1998) 1767. P.C.Bergbusch et al, Phys. Rev. С 59 (1999) 2853.

109. V.Bernard, T.R.Remmert and U.-G.Meissner, Nucl. Phys. A 686 (2001) 290.

110. H.W.Fearing and M.S.Welsh, Phys. Rev. С 46 (1992) 2077. G.H.Miller et al, Phys. Rev. Lett. 29 (1972) 1194.

111. B.A.Moftah et al, Phys. Lett. В 395 (1997) 157. R.Winston, Phys. Rev. 129 (1963) 2766.

112. T.Suzuki, D.F.Measday and J.P.Roalsvig, Phys. Rev. С 35 (1987) 2212.

113. V.A.Kuzmin et al, Phys. At. Nucl. 57 (1994) 1881.

114. V.Wiaux et al, Phys. Rev. С 65 (2002) 025503.

115. V.Brudanin et al, Nucl. Phys. A 587 (1995) 577.

116. S.Ciechanowicz, Nucl. Phys. A 267 (1976) 472.

117. R.Parthasarathy and V.N.Sridhar, Phys. Rev. С 18 (1978) 1796.

118. R.Parthasarathy and V.N.Sridhar, Phys. Rev. С 23 (1981) 861.

119. Ch.Briangon et al., Proc. of the IV Int. Symp. on WEIN, Osaka, Japan, 12-16 June 1995, ed. by H.Ejiri, T.Kishimoto and T.Sato, World Scientific, 390.

120. V.Brudanin et al., Тезисы докладов 45 Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, СПб., 1995, с. 177.

121. В.Б.Бруданин и др., Труды III Междунар. симп. "Мюоны и пионы в веществе", 18-21 окт., Дубна, 1995, 156.

122. М.Ф.Кудояров и др., Тезисы докладов 46 Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, СПб., 1996, с. 137.

123. M.F.Kudoyarov et al., in: Heavy Ion Physics, ed. by Ts.Oganessian and R.Kalpak-chieva, World Scientific, Singapore, 1998, p.742.

124. Э.Бошитц, В.А.Кузьмин, А.А.Овчинникова, Т.В.Тетерева, Сообщения ОИЯИ Р4-94-427, Дубна (1994).

125. K.Junker, V.A.Kuz'min, A.A.Ovchinnikova, T.V.Tetereva, Proc. of the IV Int. Symp. on WEIN, Osaka, Japan, 12-16 June 1995, ed. by H.Ejiri, T.Kishimoto and T.Sato, World Scientific, 394.

126. V.A.Kuz'min and T.V.Tetereva, Препринт ОИЯИ E4-99-210, Дубна (1999).

127. T.Siiskonen et al, Nucl. Phys. A 635 (1998) 446; Erratum: Nucl. Phys. A 651 (1999) 437.

128. T.Siiskonen, J.Suhonen and M.Hjorth-Jensen, Phys. Rev. C59 (1999) 1839; nucl-th/9806052.

129. B.A.Brown, A.Etchegoyen, W.D.M.Rae, "The computer code OXBASH", MSU-NSCL report 524 (1988).

130. J.Suhonen, частное сообщение (1995).

131. В.H.Wildenthal, Prog. Part. Nucl. Phys. 11 (1984) 5.

132. Ch.Briangon et al., Nucl. Phys. A 671 (2000) 647.

133. Supplement to Energy Levels of A=21-44 Nuclei сотр. by P.M.Endt, Nucl. Phys. A 633 (1998) 1.

134. Yu.Shitov et al., Czechoslovak Journal of Physics, 52 (2002) 459. V.Devanathan and P.R.Subramanian, Annals of Phys. 92 (1975) 25. Z.Oziewicz and N.Popov, Phys. Lett. В 324 (1994) 10. A.P.Zuker, Phys. Rev. Lett. 23 (1969) 983.

135. A.P.Zuker, B.Buck, J.B.McGrory, Phys. Rev. Lett. 21 (1968) 39.

136. M.Morita, B.Holstein, частные сообщения (1999 2001).

137. Z.Oziewicz and N.Popov, to be published; Н.Попов, частное сообщение (2001).

138. B.Holstein, Phys. Rev. D 26 (1982) 698.

139. V.Egorov et a/., PSI Nuclear and Particle Physics Newsletter (1997) 30.

140. V.Egorov et ai, PSI Nuclear and Particle Physics Newsletter (1998) 18.

141. Laboratory of Nuclear Problems of JINR in 1996-2000, Дубна 99-153 (1999) 60.

142. V.Egorov et ai, Abstracts of The Int. Nucl. Phys. Conf., UNESCO, Paris, 24-28 August 1998, 712.

143. Ch.Briangon et al., PSI Scientific Report 2001, v.l (Particles and Matter), 21 (2001).

144. Yu.Shitov et ai, Nucl. Phys. A 699 (2002) 917.

145. B.S.Reehal and B.ILWildenthal, Part. Nucl. 6 (1973) 137.

146. E.K.Warburton and B.A.Brown, Phys. Rev. С 46 (1992) 923.

147. П.В.Глинко и др., Тезисы докладов 52 Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, М., 2002, с. 323.

148. E.Kolbe, K.Langanke and K.Riisager, to be published, (2001).

149. M.Kortelainen and J.Suhonen, Europhys. Lett. 58 (2002) 666.