Исследование несохранения пространственной четности в реакциях захвата поляризованных нейтронов ядрами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

П 0 ин

л П '5 '•'"*< * гТ Г*. О 5 ^ I*.

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ПЕТЕРБУРГСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ им.Б.П.КОНСТАНТИНОВА

На нравах рукошк-.и

ВЕСНА Виктор.Алексеевич

УДК 539.172.4

"ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСОХРАКЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ .ЧЕТНОСТИ В РЕАКЦИЯХ ЗАХВАТА ПОЛЯРИЗОВАННЫХ НЕЙТРОНОВ ЯДРАМИ.»

(01.04.16 - физика ядра и элементарных частиц) АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Санкт-Петербург 19ЭЗ

Работа выполнена в Петербургском институте ядерной физики "им.Б.П.Константинова РАН

Официальные оппоненты:

доктор фгеико-математичоских наук,

ведущий научный сотрудник Пикельнер Л.Б.

доктор физико-математических наук,

ведущий научный сотрудник Крупчктский П.А

доктор физико-математических наук, .

ведущий научный сотрудник Петров Г.А.

Ведущее учреждение - Санкт-Петербургский государственный университет.

Защита диссертации состоится .

в_Д[/*_^__часов на заседании специализированного совета Д-002.71. по присуждению ученых степеней в Петербургском институте ядерной Физики им.Б.П.Константинова РАН но адресу 188350 г.Гатчин Ленинградской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПИЯФ. Автореферат разослан ^_____апреля___

Учений секротярь специализированного совета, профессор

А.Н.Москалев

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТЫ.

Актуалыюсть_тр?я1. Кнторзс к изучими проявления слабого всакмо-1е;!ствкяв ядерных процессах проя1<плсл достаточно давно, 0140 с обнаружения Ц.Ву несохранешхя простронс.твешюЛ четности в ^-распаде. Предложенная Гелл-Маш и Фоймяпом гипотеза унииерсяльного слабого взаимодействуя предсказывала, что адрочн должны взаимодействовать меэду собой с ■ нарушением* пространственной четности. Благодаря этому появилась возможность на фона сильного взаимодействия находить слабые зЭДысты, определяемые параметром взя имодействия у ~ ?-. 10~7. В результате работ нескольких групп экспериментаторов.. Ю.Г.Абовым с сотрудниками бьлз обнаружена Р-нече нал корреляция мззду направлением пилота г'-квантэ и спича ядра 1

В.М.Лобывев с сотрудш-жпмя наблвдал циркулярную поляризацию

t7s 1я1

г--квантов в деполяризованных ядрах Ш и Та, что околча-. тельно доказало существование "диагонального" слабого взаит-юдействия, т.е.взаимодействия адрошюго слабого тока с самим собой.

К. настоящему времени круг исследуемых объектов значительно расширился. С одной стороны, изучались малонуклонные системы, где возможны детальные теоретические расчета для установления амплитуды слабого нузслон-нуклонного взаимодействия и ее изотопической структуры, с другой стороны, продолжался поиск новых Р-нбчетньх аффектов. Крайне неожиданным было наблюдение вращения плоскости поляризации нейтронов, проходящих через образец 117Sn. Наблюдение данного эффекта вызвало предположение о существовании нового нарушающего четность слабого взаимодействия с константой ~Ю0 0. Практически оказалось трудным объяснить нарушение пространственной четности при делении тяжелых ядер тепловыми нейтронами без привлечения новых теоретических разработок.

В малонуклонних системах, кроме р-р рассеяния, эксперимент но привел к получению новых Р-явчотных эффектов, расчетные значения эффектов, например, в реакции пр + &г, лежали hl уровне ~5-Ю'8 с учетом слабого нейтрального тока. Эксперимент по измерении циркулярной поляризации /-квантов дар-хода E^IOBI КэВ во возникающей за счет примеси уровня противоположной четности с ?у-1С12 КэВ', почти полностью определяется часть« потенциала v^j. Расчет

пион- нуклонцой константы из суммарного результата пяти груп аксиериментаторов дает значение:

4 -1:°3 >-1°"7.

что намного меньше "лучшего" теоретического значения константы: г^=4.6.ю~7. Других надежных данных об измерении слабой нейт ральной константы не имелось.

В этой ситуации представлялось чрезвычайно важным получени любой новой информации и. наблюдение любых новых эффектов, связан ных с проявлением слабого взаимодействия.

Ш^ь^^оты. Основной целью данной работы было обнаружена и исследование несохранения Р-четности в радиационных сечения

117 1

при взаимодействии ядер 'Бп, Ьа, Бг с тепловым поляризованными нейтронами, обнаружение и экспериментальное иссле дование Р-нечетных эффектов в интегральных спектрах г-кванте в (щ-)-реакции с поляризованными нейтронами, обнаружение изучение Р-нечетных аффектов в реакциях с вылетом заражении частиц .

Н-5УШ]ая_нов'лзна. Впервые обнаружены Р-нечеише эффекты в радиг ционных сечениях в. а1'-реакциях с поляризованными тепловым нейтронами на 139Ьа, 79Вг. На основании эксперимента можи

утверждать, что в тепловой точке в пределах точности измерений разности . полных и радиационных сечений для противоположны спиральностей нейтронов д<г = , и Р-печетные эффект

определяются радиационным захвато м в компаунд-состояние.

Впервые измерена Р-нечетная корреляция вида .в интегральных спектрах у-квантов при*взаимодействии тепловых поляризованных нейтронов с ядрами 1175п,139Ъа,79Бг,11-,С(1,57Ре,36С] Показана непротиворечивость полученных результатов ' выводе статистической теории.

Впервые измерен Р-нечетный эффект в реакции-35С1(п,р)35З..Матрр чшй элемент слабого взаимодействия данной реакции с точностью ; пагреппюсти измерений совпадает с экспериментальным из го—реакцяг

В измерениях Р-нечетных корреляций р реакциях с легкими чдрами }ы(п,р)14с, бЪ1(па)-!Н, 10в(пст)'ы получены наиболее точные на згодня'лгой день ограничения на величини коэффициентов Р-ночотгах :иммэтрий, и в реакции бЫ(г.=<)3Н получено ограничение на констап-? слабого нейтрального тока исходя из кластерной модели реакции.

эак^еская_ценностьл В результате -проведенных исследований стало эзмоавым обнаружить существование эффектов до сегй времени но звестных в ядерной физике. Полученная экспериментальная информз-т дала необходимые данные для создания теоретической модели ззонансного усиления Р-нечетных эффектов.

?_?§Шту_выносятся_сле^изие_основ1ше_п^

. Впервые измерены Р-нечетные эффекта в радиационное: эчении в ш—реакциях с поляризованными тепловыми нейтронами

з 1173п, 139Ьа, В тепловой точке, в пределах точности

змерений разности нолик и рздиащюных сечений для протизополо:2-IX спиральностей нейтронов до-^^^ и Р-нечетные эффекты

тределяктся радиационным'захватом в компаунд-состояние. Сравнение [фактов в тепловой точке с эффектами в резонансной области, зресчитанными в тепловую точку, показывает хорошее согласие, эсмотря на то, что эффекты различаются на три и более порядков. . Проведены измерения Р-не четной корреляции в интегральных юктрах у-квантбв ядер 117зп,1'9Ьа,79Вг, '^сп.^ре.^^сг п —реакции с тепловыми поляризованным,' нейтронами. Измерялась эрреляцчя вида Впервые показано наличие эффекта на

;ех указанных ядрах. Результаты экспериментов не противоречат асчетам по статистической теории, резонансного усиления аффектов. . Проведены измерения Р-нечетпий и лево-правой асимметрий в закциях 35С1(п,р)353, 14и(п,р)14о, 6М(па)эН, 1Ьй(па)7м. Впервые зйден Р-нечетный эффект в реакции 35С1(п,р)-35Э, вычислен матрич-ай элемент слабого взаимодействия. й реакциях ьЫ(п^«)3н, ■)В(па)7М получено самое точное на сегодняшний день ограничен:«! з коэффициент Р-нечетной асимметрии .

АЩ!2ба^я_работы. Результаты, представленные в диссертации, докладывались на трех сошных совещаниях по нейтронной физике в ОИЯЯ, '•'I Ms лау на родной школе по нейтронной физике (Алушта-1990), Международной школе по слабим взаимодействиям (LIWI-УО), на VII Мея-дупародном еимдозиукз по г-спектроскопии (Asllomar-1990), на III ме;.;дупародном сжшозиуме по слабым взаимодействиям ('.7EIN-92), на конференции но ядерной физике (Wiabadant- 1992) и семинарах ЛйЯФ АН СССР (ГИЯч> РАН) и ЛНФ ОИЯИ .

Публикации. По результатам выполненных в диссертационной работе исследований опубликовано 27 печатных работ

Структ^§^_дбъем_диссертацз1И^Ц11ссертац:1Я состоит из введения, пяти глав и заключения, содераит 31 рисунок , 25 таблиц и библиогрзфяч&ский список, включающий 211 работ, на которые сделаш ссылки в тексте диссертации. Общий объем диссертации составляет 199 страниц.

II. СОДЕШНКК ДИССЕРТАЦИИ.

Во введении освещается ак-гуаланость темы, сформулирована цель работы и излагается план диссертации.

3 первой__главе дан обзор теоретической и экспериментальной ситуации в вопросе о проявлении слабого взаимодействия в ядерных реакциях. Особое внимание уделено Р-нечетным корреляциям, возникающим в реакциях с тепловыми поляризованными нейтронами. Рассматривается современная экспериментальная ситуация с измерением Р-нечетных эффектов. Поскольку слабое взаимодействие разыгрывается на фоне сильного и электромагнитного, оно является малой добавкой, и пол-:ыЛ гамильтонлак системы с учетом ке сохраняющего четность потенциала записывается в виде: н =Н°+ здесь Н°-ядерный гамиль-тонлеа, в'.иззчавдЛ в себя потенциал сального взаимодействия:•

где ч/;. и З^-собствегпше функции и собственные значения оператор?) П°.

Так как потенциал Уру составляет малую добавку к Н°, можно для вычислений воспользоваться теорией возмущений, и в первом прибли-гении:

<;}!Тру11>

или =

где и ф. - имеют противополозиую четность, и примесь к составляет величину г й 10 .

Таким образом, потенциал приводит к смешиванию ядерных уровней по четности, и величина смешивания обратно пропорциональна расстоянию между смешивающими уровнями.

Наблюдение столь малых эффектов является сложной задачей и почти всегда становится возможным лишь благодаря специфическому усилению на 2+3 порядка:.

1. Кинематическое усиление

Ядерные состояния при включении слабого взаимодействия перестаюг иметь определенную четность, и з одном и том же переходе становится возмогдшм испускание электрического (кг.) и магнитного (МЪ) излучений одинаковой муль'тшолыюсти' ь. Так, например, если основной переход между состояниями а и р типа Ш и примесь состояний противоположной четности порядка У, то наблвдвемый эффект пропорционален отношению матричных ело ментов <гЕ1>/<1й1> и, например, для циркулярной поляризации ^-квантов:

р а 2 Р <2Ш1(!>_±_<°1В11(?>_ „ 2 Р R. (2)

г <«|И1| Р>

Простейший случай кинематического усиления :

<Е1> й -*г , <И1> Эs - (v/ojkг И R а (v/o)-1 ~ 10

-8-

Структурное усиление

Такое усиление основано на том, что основной переход может быть подавлен вследствии структурных особенностей ядерных состояний, участвующих в переходе. Фактор усиления, возникающий при этом, I? й

р -з

Ю" -г- 1 о . Таким переходом, например, является переход Е = 482 КэВ 181 ^ в Та. В оболочечной модели этот переход описывается как переход

с изменением орбитального- момента на две единицы и поэтому

испускание г-кванта одним нуклоном невозможно. Подобное усиление

впервые наблюдалось В.М.Лобашевым с сотрудниками при изучении

циркулярной поляризации г-квантов в 41к,175Ьи,181Та.

3. Динамическое усиление

Механизм усиления возникает при смешивании високовозбузденных ядерных состояний противоположной четности. Особенностью таких состояний, возникающих, например, в компаунд-состояниях ядер в результате захвата ядром нейтрона,является высокая плотность уровней, и уровни с одинаковыми спинами, но противополоашыми четностями, могут располагаться близко друг к другу. Амплитуда смешивания состояний мояйт оказаться аномально большой из-за малости знаменателя одного из членов суммы выражения (1). Остаточное взаимодействие сильно перемешивает состояния," лежащие в интервале по энергии аЕ "' 1 МэВ. Число таких состояний N " де/Б и достигает значения ~ Ю4 для ядер со средним значением А и ~ Ю6 для тяжелых ядер. Матричный элемент слабого взаимодействия в VI) представляет собой некогерентную сумму из N слагаемых, кавдое из которых порядка Р/(К)0,5, где ? г 2.ю~7-матричный элемент смешивания одночастичных состояний. Поскольку N ~ 1/э, примесь состояния с противоположной четностью имеет порядок Р. (и)0,5 ~ Ю2 * ю'3 Р.

Наличие такого большого усиления й = 1С3 и

стимулировало в большой степени первые работы по поиску эффектов нэсохранвгия пространственной четности при захвате нейтрона в компаунл-состоятз. Впервые это большое усиление наблюдалось для

асимметрии испускашм г-квантов в реакции Ю.Г.Абовым с сотрудниками.

113сл(п.М114са

4.

Резонансное усиление

В последние годи в связи с открытием и изучением эффектов дасохранения Р-четности в нейтронной оптике было показано, что эти эффекты значительно усилены вблизи р-волнового резонанса за счет некогерентного смешивания компонент волновых функций компаунд-состояний ядра с одинаковым полним моментом и противоположными четностями. Это усиление связано с тем, что примесная а -амплитуда в 1/кг раз больше, чс-м основная р - амплитуда. Кроме того, разность энергий состояний противоположных четностей может быть много меньше среднего расстояния ме:кду в- и р-резонап-сами, которым характеризуется данный тип усиления:

р-волнового уровня, в - энергия ближайшего в-рэзонанса.

Следует отметить, что такие Р-нечетние эффекты, как циркулярная поляризация г-квантов и асимметрия, также усилопн вблизи р-ре-зонанса .

медленных нейтронов. Помимо а-волнового захвата, необходимо учитывать и р-волновой захват нейтрона,поскольку большинство интересных корреляций связано с интерферешдай в- и р- вола.Амплитуды реакций как без нарушения четности, так и с нарушением ■ отности, определяются графиками, изображенными на рис.1.

Рисушси 1а,2а отвечают резонансному захвату, риеукки 16 и 26 прямому захвату нейтрона. Отношение резонансной амплитуды к амплитуда прямого захвата:

Рассмотрим амплитуду (гу »-реакции в случае захвата

здось Е-энергия нейтрона, Е^, -энергия и ширина ближайшего резонанса, о(Е;)-среднее расстояние между компаунд резонансами с фик-сщювашшми квантовыми числагли, взятое при энергии Е = Е^.И^-число главных компонент в волновой функции конечного состояния ! Г> (,\> = Формула написана для случая изолированных резо-

напсов. Видно из (I), что вблизи резонанса и при удалении от него на расстояние !Е-Е^I= С/2 для переходов в сложные конечные состояния (^^>>1) доминирует резонансный механизм. Только для переходов в основное состояние и близкие к нему Шг = 1) прямой и резонапсшй механизмы дают сравнимые вклады.

Для сложных ядер е нарушающей четность амплитуде по среднеквадратичной оценке доминирует резонансный механизм при переходах в любые состояния. В соответствии с графиками на рис.3-6, можно написать еще четыре амплитуды 13,г4,г5,1б (индекс амплитуда соответствует номеру графика ), но амплитуда, связанные с Р-нечет-пым смешиванием в коночном состоянии (£г подавлены по сравнению

П 'С ^»О

с 4 в ) ° раз. Необходимо отметить,что амплитуда по-

давлена по сравнению с в ( 1/кг)- раз, однако она создает новые типы корреляций и приводит к симметричным формулам. Для примера, амплитуда захвата в 3-резонанс равна:

<Б|Н3!п>

(г'п) (к))0-5 г, СПг,(1/2)а Цз Ч

з ' где

+ 1р V* = - е

Множители г) комплексны, но в случае захвата медленных нейтронов потенциальными фазами можно пренебречь. Выло показано, что если канал деления закрыт, то <? £= ег/П, где бГ-флуктуации ширин резонан-сов, Б-среднее расстояние ме.чду резонансами. и, следовательно, фазы могут быть заметными только тогда, когда имеется достаточно плотный спектр резонансов.

С учетом написанных амплитуд получено выражение для сечения (п.')-реакции:

1а 1Ь

К> 1Г> 2а 2Ь

1Г> 1Г> '

Рис.1.

Амшштуды (п,г) - реакции при захвате медленного нейтрона ядром. Номер графика соответствует номеру амшштуды в тексте.

<Мп ) 1 __ ___

"да = Т {а° ^^^ +а2 V +аз[(ппп?') "1/3] +

• __ ____ 1

а4(ппп; >сг[пп7" "у1 + а5Хсгп^- + абх(от1п) + ----'тпп:1+

1

+аах[(стп)(пппг)- а^^ + ацК^Хпд) -

1 1

- ~ ^ + а1_21<^>(пгЛ> — ""V1 + + а14Мпппг) +

+ а^х^ГйдХ ^ + а1(А[ (гуу)2- 1/3] + а^Мгу^КГг^х п^]}. (4)

Р-четные корреляции (а^-а^) не содеркат спиральноста фотона, далее идут (а5-а8), где спиральность имеется, следующие Р-нечетные Оез спиралыхости (ад-а12) и, наконец, (а13-а17) вновь зависят от спиральности.

При усреднении матричных элементов электрического и магнитного даполышх моментов по конечным состояниям вблизи некоторой анергии Е^ выживают коэффициенты : ад.а^.а^.ад.а^.а^,а14,а15.

При выполнении суммирования по моменту конечного состояния ненулевыми остаются только коэффициенты : а0,а10. Это можно было предположить сразу, поскольку.через эти коэффициенты выражается полное сечение поглощения поляризованных нейтронов:

Коэффициенты а^.а^.а^.ад.а^ .а^.а^ имеют регулярную зависимость знака от момента конечного состояния. Их подавление носит нестатистический характер. Коэффициенты а1.а^.а^.а^,а9,а12,а13, а1б.а1? зависят случайным образом от конечного состояния и при усреднении подавляются случайным образом до величины 0«) за счет матричного элемента слабого взаимодействия.

■ Если рассмотреть матричный ллемент одночастичного оператора н^ между двумя состояниями компаунд-ядра:

М=<£ Ьк<Рк> = а^ Ък<1П^|к> , (6)

1. к 1 » к

то естественно считать, что знаки отдельных слагаемых случайны, и мы имеем сумму некогерентшх N слагаемых, каждое из которых СН^/Я. В результате = ! <!!„>! (1/К)0'5. Следовательно, матричный элемент в механизме компаунд-компаунд смешивания по резонансом Мао, и можно говорить лишь о его статистической оценке, получаемой на основе вычисления среднеквадратичного отклонения. В случае испускания заряженных частиц амплитуды реакции определяются томи же графиками, что и для -квантов, лишь в конечном состоянии необходимо заменить г-квант па заряженную частицу и вместо циркулярной поляризации ^-кванта ввести продольную поляризацию испускаемой частицы. Тогда, если учитывать реакцию только через компаунд-с.ост тояние, можно написать четыре основных амплитуды: и !"2 без нарушения четности и 13 и с нарушением четности.

Кроме того, существуют еще две амшиггуди и г6, связанные с нарушением Р-четности в конечном состоянии. Согласно оценкам от! подавлены в (Л^/к^)0,5' раз для г-квантов. Здесь и^-число главных компонент в начальном состоянии, н,- в конечном состоянии. Для реакций с легкими ядрами 6Ы(псОэн и 10В(ш)7ы ы.= я^. и необходимо учитывать Р-нечетное смешивание в конечном состоянии.

Интерференция амплитуд приводит к возникновению paзличinJX корреляций в дифференциальном сечении. Например, асимметрия вперед назад в испускании частиц возникает из-за интерференции амплитуд £1 и при захвате ядром неполяризовашшх нейтронов, лево-правая асимметрия возникает при интерференции тех же амплитуд ^ и г2 , но при захвате поляризованных нейтронов.

В эксперименте состояния противоположной четности проявляются в виде резонансов в нейтронных сечениях ядер с 1=0,1,2.

В случав мэдлешшх нейтронов достаточно ограничиться рассмотрением 5(1=0) и Р(1=1) резонансов, из-за резкого падения сечения взаимодействия с ростом 1. Резонаясы с четными и нечетными 1 соответствуют компаунд-состояниям с противоположными чотностями.

Спины 5 - резонансов могут принимать неотрицательные значения л=1-1/г, сшвш р-резонансов - ¿-1-1/2 , ¿=1-з/г. В процессах I' нечетного смешивания в- и р- резонансов участвуют одинаковые спины.

Интерференция амплитуд и г2,14 приводит к воз-

никновению Р-нечетных корреляций.

Измеряемая Р-нечетная асимметрия интегрального г-спектра в (пг)-реакции с учетом только двух ближайших к тепловой точке В- и Р-резонансов для статистической модели может быть записана в виде:

4 = <2 %/ер> 4 , здесь У =<з|У? ^А|р>-матричный элемент слабого взаимодействия.

ар о £

Ер - положение Р-резонанса, А^ - фактор усреднения, определяемый соотношением:

г (Г ЛУв)1/г г (I х.,.)1/2 А^ в£Г

£ = ---------=_!----------i---г_ (7)

2 Р0РГ I • (в"') II' 1 11 г

где 1Г1* (Е^) -интенсивность у-перехода мевду состояниями I и

• Т f

г с энергией. вр , рор£ - заселенность распадного состояния г, А®? - соответствующий спиновый фактор. Поскольку для вычисления фактора необходимо знание амплитуд парциальных у-ширин, а, как правило, отсутствует экспериментальная" информация и о самих г-ширинах, то единственной возможностью остается применение статистического подхода для вычисления этих факторов.

Значение асимметрии, кроме уже описанного фактора, определяется величиной матричного элемента Удр. Поскольку в механизме компаунд- смешивания среднее по резопансам значение Уар =0, необходимо брать его статистическую оценку, получаемую на основе вычисления среднеквадратичного отклонение. Получено следующее эмпирическое выражение:

уст =1.3 ю~4 у0(ав.с)0'5 .

Эноргия связи нейтрона в измеряется в МэВ, одночастичный

матричный элемент слабого взаимодействия У0 и 7с,р - в электрон-вольтах; Б-среднее расстояние между компаунд-резонанснми, А- атомный помер компаунд-ядра.

Сечениз поглощения нейтронов разных спиральпостой отличаются: <г+«г[1 + Р(к) ] ,

)1/2

где Р(к)=2с 1—U1LÜ--1-----сов(Ф - Фп) . (8)

(£00 ^/g do

rpV2(k> ' rPV2<*>

» gT?(k)r

» = -2---Е---- ---- • (9)

k (B-Bp)2+-Jp-

Здесь Фаи <£р-соответствукщпе фазы захвата. Для медленных нейтронов (kR « 1) , Соз(<г>0- Фр) = ± 1 , о- - брайт-вигнеровское сечение в Р-резонансе, Ер,Г -анергия и полная ширина Р-резонанса, g - спиновый статистический фактор,. Г^ р(к) - нейтронные ширины, пересчитанные к энергии гадающего нейтрона, (3/2)~ чг,сть

полной ширины Г^ (к),соответствующая захвату в Р-резонанс с полным моментом j=i/2(3/2).

Поскольку отсутствуют экспериментальные данные по соотношении ширин с разными полными моментами, примам rj^/g = Г^ и получим :

Г"(к) 1/2 <s|Hjp> Г*(к) 1/г Р(к) « 2« {—9----У/г = 2----S--- {--'5----->1/г. (10)

Г£(к) Е_ Вв г£(к)

Видна одинаковая форма выражений (7) и (Ю),но в случае (?) входи» отношение радиационных сечений и Р-нечетный ©Зфект усилен мало. Усиление эффекта в случае (ю) составляет величину "I03 за счет отношения нейтронных сечений.

Для вылета заряженных частиц в случае глубоко подбврьершго деления в амплитуде распада присутствует только кулоновская фэзч взаимодействия вылетающей частицы с ядром-остатком, и опа не мала. В общем случае, как Р-четпая,так и Р-нвчетная корреляции содержат

j 'JOiiDG'j'H флз в- и Р- волновы:*. амплитуд реакции, и разность фаз, снизанная с резонансным поведением амплитуд, может быть оценена .¡ишь по порядку величины. Поэтому в выражение четных i\ нечетных асимметрий входят члены, пропорциональные как Sin(Ap), так и Coa(Aip). И коэффициент Р-нечетной асимметрии, например, для тепловой точки í^ <<f2 :

Р 3

Reí t* (3) (Е-Е )оовдр -\/'¿ Г а1пдр

____-__Е_________Е_______________Е______ у/ (i )

¡Í3Í2 ' Т® (Е-Ьр)2 + ГрМ PN '

Первый достоверный эксперимент по наблюдении эффектов несохранения Р-четности выполнен группой ИТЭФ , обнаружившей нечетную корре-

ляцшо типа при захвате ядром 113Сй теплового поляризованного

нейтрона с выделением энергии .--кванта.

Этот эксперимент был на грани возможного, и группа двазды подтверждала результат, пока не была наблюдена достоверно корреляция х (циркулярная поляризация у-квантов).

- ~ ТТ7

Была измерена корреляция (о-.п ) в (ш-) - реакции на Зп.

Последний, случай измарешя корреляции в (пг)-реакции с применением импульсной методики - это измерение корреляции (о-,п ) при

ОС »

распаде 01. Кроме того, была измерена Р-нечетная асимметрия при г-распаде ядра 180Н1, поляризовашюго магнитным полем при низкой температура. Такая*бедность результатов не является- удивительной, поскольку возможности импульсного метода регистрации событий сильно ограничивали скорость набора статистики. Важнейшим фактором здесь явилась разработка интегрального метода детектирования, предложенного В.М.Лобашэвым и реализованного им же. Суть метода состояла в отказе от счета индивидуальных импульсов и применении интегральной регистрации с выделением и накоплением периодического сигнала модуляции искомого эффекта. Были проведены измерения циркулярной поляризации г-квантов х для низколежащих переходов ряда ядер. Результаты измерений коэффициентов этой корреляции и результаты расчетов на основе "лучших" значений слабых констант связи мезонов с нуклонами говорят о достаточно хорошем

согласии, если учесть, что этиул же константами описывается упругое рр-рассеяние, с*-распад п реакции с легким".! ядрами.

Была обнаружена Р-нечетная асимметрия при делении тяжелых ядер 233ц(235 у- 23Э рц поляризованными нейтронами. Первым независимым подтверждением явились эксперименты по исследованию Р-нечетной асимметрии испускания вторичных нейтронов делания .

Первый эффект несохранения четности в нейтронной оптике (вращение плоскости поляризации нейтронов, прошедших через вещество) был наблюден при исследовании мишени, обогащенной изотопом тт7

Зп в Гренобле.

Было показано, что Р-нечетная зависимость полного сечения от спиральности нейтронов связана с радиационным сечением и имеет предсказанный в теории явно выраженный резонансный энергетический характер. И здесь все пионерские работы в тепловой области энергий нейтронов выполнены в 1ШЯФ РАН, часть которых пред ставлена в данной диссертации. Найдены Р-нечетныэ эффекты вида для интегрального спектра /-квантов для рядд ядер. Можно утверждать, что экспериментальные данные не противоречат выводам статистической теории.

Изучение Р-нечетных аффектов при взаимодействии легких ядер с нейтронами не привело к наблюдению достоверного значения эффекта, необходимо расширять круг исследуемых ядер в сторону увеличения их массового числа.

Циркулярная поляризация у-квантов перехода 1081 КэВ в во;) никакцая за счет примеси уровня противоположной четности о Еу=1042 КэВ, почти полностью определяется частью потенциала . Расчет пион-нуклонной константы из суммарного результата пяти групп экспериментаторов дает значение нейтральной константы:

¿1 =(о,з ! ).ю'7 , что намного меньше "лучшего" теоретического значения копстапты:

0-7. В этом смысле актуальность приобретают эксперименты, где можно увидеть Р-нечетные эффекты за счот нейтрального тока. Был предложен новый механизм возникновения Р-нечетных эффектов. Легкие ядра, например, ядра ^Ы и 71.1 вплоть до аппргий возбуждегая 20-25 МэВ, представляют ' собой гитсторчно

структур!» :

6т л

• „Til *a + n + p>»-a + d Til * г» + 2n + p a + t ,

причем теоретическая модель, хорошо описывающая практически все экспериментальные данные, предсказывает 70% кластеризацию ядра в виде a-частицы и дейтона d , деформированного в поло а-частицы. Ядро 7Ы представимо в виде тритона и а-частицы со 100% степенью кластеризации. Поэтому реакцию бИ(по)3н предлагается рассматривать, исходя из кластерной модели, как трехчастичцую реакцию подхвата: п + {« d'} * {n d} + « » t + а . •

Решение трехчастичной задачи привело к оценке коэффициента Р-нечетной асимметрии:

t 4 О

етп = ----ho ------• <12>

п " 15 р м здесь ,h°-KOHCTñHTy слабого взаимодействия, соответствующие обмену л-мезоном и р-мезоном без изменения изоспина(дТ=0), Ы-масса нуклона. Выбирая "лучшие значения" констант в стандартной модели слабых взаимодействий (£л=4,6.10~7 ,h° =-1,2.10~б ),

можно получить оценку Р-нечетной асимметрии:

i -7

й 3.10 ' .

Этот результат подлежал экспериментальной проверке, и эксперимент был сделан в ПИЯФ РАН на реакторе ВВР-М.

Во_второй_главе огшсаны экспериментальная процедура, используемая аппаратура и обработка результатов измерений.

Источником нейтронов служил реактор ВВР-М ПИЯФ РАН. Для горизонтального канала поляризованный пучок нейтронов формировался равномерно изогнутым поляризующим нейтроноводом . Поляризация нейтронов получалась за счет отражения от намагниченного ферромагнетика. Разрешение по длине волны для горизонтального канвла

о о

составляло лх г 0,1 А, средняя по спектру длина волны х г 2,7 А,

поляризация пучка Рп г 96% . Расходимость пучка 1,2° в горизонтальной и 2,9° в вертикальной плоскостях. Интегральная интенсивность пучка поляризованных нейтронов N £ бЛсУ нейтр./с.

В 1985 году был создан универсальный канал ультрахолодных и поляризованных холодных нейтронов на. основе жидководэродного источника . Жидководородный замедлитель объемом один литр расположен в центре активной зоны реактора. В качестве поляризатора в данной установке применен четырехщелевой поляризующий нзйтро-новод с намагниченными зеркальными стенками из напыленного на стекло сплава Ре-Со с подслоем из для поглощения рассе-.

янной компоненты нейтронов.

Для намагничивания слоя Ре-Со использовался соленоид с током,

намотанный вокруг нейтроновода. Полная интенсивность штока в пучке

составляет, величину 3.1010н/с, средаяя плотность пс-ока

6.10® н с-1см~2, расходимость пучка составила ™ ю-2 . Длина

волны нейтронов, соответствующая максимуму энергетического о

распределения л=4,2 А .

Измерения поляризации пучка проводились дваады; в декабре 1988 года : Р=(0,872-0,015) и мае 1989 года : Р=(0,815±0,0П), Имеющееся ухудшение поляризации связано о неисправностью одной из катушек соленоида.

Переключение поляризации, как и в случае горизонтального канала, осуществлялось адиабатическим флиппером, помещенным н пробку крышки надреакторной камеры (НРК). Перекрывз1ше нейтронного пучка осуществлялось либо водяным шибером, расположенным на входе поляризующего нейтроновода, либо шторками из фтористого лития, обогащенного 6Ь1 до 90% на выходе нейтроновода.

Обычные проблемы эксперимента, связанные с получением высокой скорости счета, низкого фона и стабильности, приобретают на реакторе некоторую особенность, связанную с тем, что реактор - система достаточно нестабильная во времени, особенно когда речь идет о применении интегральной методики. Исследования нейтронного потока реактора показали, что любые статистические изменения положения, состава или термодинамического состояния элементов активной зоны вызывают колебание его реактивности. Это приводит к фдуктуацилм нейтронного потока в местах расположения детекторов даже при стационарной мощности реактора. Если говорить о статистической погрешности измерений, то погрешность, вносимая шумом реактора,

-Р.0-

п ^

убивает от времени по тому же закогчу . 1/(Т)• , что и истинная статистическая погрешность, и их отношение не зависит от длительности эксперимента "Т".

р р

Экспериментальные измерения отношений а- /ф , где ф --нейтронный поток в месте расположения детектора, оценка дисперсии нейтронного потока, показали, что эта величина ланит на уровне 5.10 . При интенсивности нейтронов на выходе пучка N "3.1010 1/с, дисперсия за счет статистики лежит на уровне о-2 " 3.10-11.

Поскольку интенсивность нейтронного пучка, по крайней мере, на четыре порядка больше,чем возмогности счетной методики, в большинстве описанных измерений применялась интегральная методика, что вызывало необходимость компенсировать флуктуации мощности реактора. В интегральном методе сигнал, поступающий с выхода регистрирующего устройства, образуется за счет наложения большого числа импульсов, и это будет случайный процесс Х(Ю с математическим ожиданием т-ап, где а-амплитуда импульсов, п-счет импульсов в единицу времени.

Переменная составляющая такого процесса представляет собой ограниченный "белый" шум со сцектральной плотностью 0(£)=а2п, верхняя граница этого шума определяется временем нарастания (фронтом) импульса. Тогда измеряемый сигнал представляет собой модуляцию процесса ) частотой переключения любого параметра, от которого зависит процесс, в нашем случае - это переключение флиппера. Для сложного энергетического спектра частиц вклад в ток каждого сорта .частиц представляет собой произведение ее энергии на парциальную интенсивность.

В настоящей работе использовался метод измерений разности средних значений случайного процесса при противоположных направле-, 1гиях спина нейтрона.

За флуктуации реального сигнала будут практически полностью отвечать флуктуации мощности реактора, истинный статистический сигнал за счет ядерной реакции будет по крайней мере в тридцать раз меньше. Для компенсации фяуктуаций необходимо создать такие физические условия, когда имеются два детектора излучения, и оба детектора должны регистрировать один и тот же процесс, но знак

эффекта в этих детекторах должен быть разный.

Тогда вычитание одного сигнала из другого не приводит к увелн-чению погреипости, и наблюдается симметрия относительно одинаковости фщуктуаций в обоих детекторах. Исследуемый эффект при этом должен складываться. Возможно применение вместо второго канала монитора, правда это приводит к увеличении погрешности эксперимента.

Блок-схема электронной части установки приведена на рис.2. Предусилители состоят из преобразователей ток-напряжение и оконечного усилителя (рис.8) и собраны по классической схеме, где выходное напряжение определяется как произведение тиса детектора на сопротивление обратной связи.

В качестве интеграторов использовался операционный усилитель с емкостью в цепи обратной связи (рис.4). Такое устройство дает эффективную и несмещенную оценку математического ожидания случайного процесса при условии: ?и<<т , a?3^<<ap , где Ти-время интегрирования, x=kyRjjCH - постоянная времени интегратора, д?э^=1/2Ти-эффективная шумовая полоса интегратора, лу-полоса входного сигнала. Оценка математического ожидания связана с напряжением на выходе интегратора за время интегрировашя Тц:

< = WV

и дисперсия этой оценки :

= Dfx] *РЭ1М>(ЛРГ1 • где D(z)-дисперсия сигнала на входе интегратора. Время интогрщх)-pr Tïh кнтв1Ч?атора xj=I.265c. Время работы ключей интегратора и считывания информации тл^О.ЁГю. Собственный шум но выходи интегратора за счет применения в качестве головных элементов схемы полевых транзисторов был не более Ю-4 от полезного сигнала. Поскольку искомые эффекты в детекторах порвого и второго каналов имеют разные знаки, это использовалось для компенсации флуктуаций при вычитании сигналов на дифференциальном усилителе и подстройки коэффициента усиления одного из каналов с применением взаимной корреляционной функции между выходным и одним из входных сигналов. Такая подстройка осуществлялась до тех пор, нона с

Рис. 2. Блок схема электронного обеспечения эксперимента:

ПУ-предусилители,ИН-интеграторы, ДУ-дифференциальпый усилитель, ЭП-амиттерный повторитель ,КОРР-знаковый коррелятор.

Рис.з.Принципиальная схема предусилителя

- ключи интегрирования и обнуления интеграторов, К)0 -ключ подключения интегратора к цифровому вольтметру, К8,Кд - ключи для измерения постоянных составляющих предусилителей.

точностью до погрешности не становилась равной нулю взаимная корреляционная функция двух сигналов.

В эксперименте также был реализован другой способ компенсации флуктуаций реактора - это вычитание значений напряжений, считанных с интеграторов. непосредственно при обработке результатов измерений, когда при Еычитании подбирался коэффициент усиления одного из каналов таким образом, чтобы при обработке была минимальной дисперсия, вычисленная по массиву чисел. Причем второй способ компенсации оказался более точным.

Имеются трудности.в одновременном измерении суммы переменной и постоянной составляющих, поскольку переменная составляющая очень мала, и необходимо большое усиление,чтобы заметить ее изменения. При этом постоянная составляющая усиливается до нескольких сотен вольт. Чтобы избежать этого и работать с приемлемыми значениями постоянных составляющих, в предусилителях происходит деление постоянной и переменной составляющих и усиление одной переменной составляющей. Тогда выражение для искомого эффекта :

а_ иперем ~ иперем (13)

-¿"Г" '

где к - коэффициент усиления, и^о~0М-значения напряжений, считываемые с интегратора при разной поляризации нейтронов, ЦПост-значение напряжения постоянной составляющей.

§_ТЕетъей_главе описаны измерения Р-нечетпых эффеатов в радиационных сечениях. В Гренобле было обнаружено вращение плоскости поляризации поперечно поляризованного нейтрона, прошедшего через образец ^оп. Теория предсказывала разность сечений при прохождении продольно поляризованных нейтронов через тот же образец (корреляция (^.Пд) ).

Для измерений были выбраны образцы изотопов, имеющих близкие к энергии нейтронов, порядка 1-4 эВ, Р-волновые резонансы для усиления эфЦюкта. Поскольку не было ясности, связан ли эффект с процессом рассеяния нейтронов или с захватом нейтрона в компаунд-сос-

тояние, одновременно измерялись аффекта в полном и радиационных сечениях. Использовались изотопы 117Sn,139La и, в дальнейшем, естественный бром. Измерялись величины :

^ Р(1+ + Г) ' * Р(1+ -г ip

-токи детекторов при различных спиральностях нейтрона, Р-поляризация пучка. Можно записать получаемый эффект в терминах

полного сечения е"-^: + _ -

tot °"tot л ст.. z

------------=----tot = _ __о (14)

+ -

°"tot + °"tot 2 ^tot а

Абсолютная разность сечений для нейтронов разной спиральности выражается через измеряемую величину А^ следующим образом:

2

Дет,

tot

An. (15)

Здесь а0-длина свободного пробега нейтронов в веществе мишени, г - длина образца, п- толщина мишени в единицах ().

Нетрудно показать связь мезду наблюдаемой экспериментальной величиной кг и относительной разностью сечений радиационного захвата:

Лг = А + _ (16)

и, учитывая,что

2

Дет.

tot" п ^п • г *з tot 1

Имея измеренные полные и радиационные сечения и аффекты в полных и радиационных сечениях, можно определить, имеется ля эффект в радиационном сечении или он лепит в сеченни рассеяния. На всех трех изотопах однозначно получен Р-нечетный эффект в радиационном сечении. и, с точностью до погрешности измерений, абсолютная разность сечений в радиационном сечении совпадает с разностью сечений в полном сечении. Это означает, что весь аффект определяется захватом в компаунд-состояние. Так как одновременно с экспериментами с поляризованными нейтронами в тепловой точке шли эксперименты с резонансными поляризованными нейтронами на тех же ядрах в ОИЯИ, и была обнаружена непосредственно предсказанная резонансная зависимость Р-нечетного аффекта в пропускании от спиральности нейтронов, то можно сравнить полученные результаты. Согласие между величинами Р(Ер) и Р*(Ер) в тепловой точке и рассчитанными из резонансных данных к тепловой точке,соответственно можно считать удовлетворительным, несмотря на то,что отличие эффектов в резонансе и тепловой точке составляет три и более порядков. В таблице I представлены полученные экспериментально аффекты в полном ' и радиационном сечениях.

В. четвертой главе описаны эксперименты по изучению Р-нечетной асимметрии в интегральном спектре г-квантов. Исследование р-нечет-ных эффектов на выделенных у-линиях в (ш-) - реакциях (корреляция(а,п^)) наталкивается на серьезные трудности, связанные с необходимостью выделять фотопики линий из, как правило, очень сложного спектра. Поэтому, что касается (го-) - реакций,, можно говорить лишь о единичных случаях наблюдения Р-нечетных эффектов. Время, затраченное на набор статистики в этом случае, состашшет несколько месяцев.

Казалось мало реальным ожидать заметных аффектов для большинства ядер при измерениях интегральным методом, тыс как в высокоэнергетической области (пг)-реакции преобладают Е1-переходы, для которых пет усиления, связанного с кинематическим фактором, и усреднение по всем у - переходам -еще более уменьшает эффекты.

Эта точка зрения была опровергнута в экспериментах, выполненных в ПИЯФ на тепловых поляризованных нейтронах. Оказалось,что при

Таблица 1

Р-нечетные эффекты в поляом и радиационном сечениях для исследованных изотопов в зависимости от спиральности нейтронов.

Ядро |117ЗП(89Я; 1 |117Зп(100Й)!1Э9Ьа 1 1 !па1Вг 1 ;31вг 1

п.102о яд/с УС 2,82 2,51 0,53 0,82 0,41

Ап-1°б -6,8*0,7 - -9,0-1 .3 -12,5-1 ,2 -

А^.Ю6 19.8-1 »9 - 12,3-1 ,9 10,5-1 ,4 -

6,5*0,7 7,2-0,8 8,6-1 .3 9,8-1 .0 зо*з

Асг , ___у чо6 22,6-2,2 23.1-2»3 16,0-2 ,5 15,5-2 ,0 77-10

А^.1029 4,8-0,5 5,4*0,6 33,8-4 .9 30,4*3 .0 61 ±6

Д<г .Ю29 Г 5,4-0,7 5,5*0,8 30,1-5 .7 30,4*5 .0 65-10

регистрации всего спектра у-кваитов Р-нечетные эффекты не исчезают как в случае М1-, так и Е1- переходов.

В измерениях, проведенных на горизонтальном канале реактора, использовалась установка, которая применялась для изучения Р-не-четных эффектов в радиационных сечениях. Изменений в конструкции установки практически не было. В отличие от установки для изучения радиационных сечений, была изменена система ведущих спин нейтрона

магнитных полей дая обеспечения кофигурации °"п1 . что достигалось помещением образца, находящегося в контейнере из 6Ь1Р, между кольцами Гельмгольца (плоскость кольца была перпендикулярна импульсу г- кванта). Для вертикального канала была создана новая установка под повышенную радиационную загрузку, но все принципы, заложенные ранее, не изменились.

Измерялась асимметрия АрМ =(1^ 1~)/(1++ 1~). Экспериментально измеренные данные сч поправкой на поляризацию пучка и средний косинус на детектор и результаты теоретических расчетов приведены в таблице 2. Для сравнения здесь же приведены данные по циркулярной поляризации Р^ . Вывод из этих данных следует однозначный - достоверно обнаружены Р-нечетная асимметрия в интегральном спектре г-квантов в 11 ^5п,139Ьа,79Вг,113С(1,57Ре,збС1, причем эффекты существуют в Вг и Ъа , где основная часть жестких переходов имеет мультипольность Е1.

Все ]1роведенные измерения позволяют сделать вывод:

1.Величина эффекта существенным образом определяется близостью р-резонанса к тепловой точке.

2.Наблюденные эффекты за исключением эффектов на ' ' Ре, С1 и Бп, которые не имеют большого числа переходов, не противоречат расчетам, полученным с использованием статистического подхода. Рассчитанные эффекты с использованием матричного элементе слабого взаимодействия в виде:

<а|Усл'|р> » 1,27.10~5(АВ Т)^) достаточно хорошо совпадают с экспериментальными результатами.

Кмовтоя согласованность полученных результатов в интегральных епшгфох г -квантов с результатами, подученными на тех же изотопах в вксиоримантах на пропускаше и экспериментах на одиночных линиях,

Таблица

( .Рр.Ю5

г V ^ 7 ьчахад в

Мишень а.*; (экс.) Л~(теор) Р~(экс) Р (теор. )°в ест.

' ' ■ ' 'емоси

С1

35, пat.

С1

Вт 81Вг

С(1

113

Сс1

117

Бп

-2.8-0,5 0.5

-1.95-0.15 -10,0±0,8 {

139

3,0

(

4,7

-0,16-0,04 (°'1

0,15 + 1'2

0.24-0,16 0>8

Ьа -1,8-0,2 {3'° л 7.4

6,4-0,5

3,1*0,2

< 0,3

4- #

8,1-2,4

1,9гО,5 -16,0-2,5

1,0

1б,1±1,1* { 7'5 11 ,0

0,18 0.36

2.0 1.03

7.0 21,7

100/»

го:?

100)5

го:', 100?'

Ъа

Ре 0,40-0,08 5бРе 0,4-0,08 0,7

2,3-0,3

2,5-0,3 2,6

92?

}

)

гдэ они имеются. Это означает возможность получения информации о матричных элементах слабого взаимодействия из интегральных эффектов, так как не требуется знания парциальных амплитуд нейтронных и радиационных ширил р-резонанссв.

8_пятой_главе описаны исследования асимметрии вылета заряженных частиц в реакциях с тепловыми поляризованными нейтронами. Выделение определенной компоненты реакции с помощью пропорциональной каморы позволяет использовать для регастрацш интегральный метод, причем легко сделать систему из двух камер, где Р-нечеткыв эффекты отличаются знаками, как и в случае г-квантов, но одновременно вести эксперимент на одиночной линии.

При измерении Р-нечетной асимметрии, необходимо выделять определенный телесный угол вылета продукта реакции относительно спина нейтрона, поскольку •

w(&) ~ 1 + «pN(<vV. <18)

где ъ-тип частицы.-Это достигается созданием нечувствительною промежутка, в котором частица теряет всю анергию при определенных углах.

Изучались реакции Э5С1(п,р)35Б, 14ы(п,р)14с, ^LiCn»)3]!, 10В(п«)7Ы.

Во всех изучаемых реакциях был обнаружен достаточно большой лошшй эффект, который в дальнейшем при специальных экспериментах, где спин нейтрона ставился перпендикулярно импульсу продуктов реакции и импульсу нейтрона, был определен как эффект лево-правой

асимметрии вида о-п(Рп,Р^). Причем во всех реакциях коэффициен

корреляции имеет значение а1г ~ Ю-4.

В обычной геометрии, когда спин нейтрона перпендикулярен импульсу нейтрона и параллелен среднему импульсу продуктов реакции, не удается установить параллельность векторов точнее нескольких градусов. Это означает примесь ложного аффекта на уровне Для уменьшения влияния этого аффекта пропорциональная камера для изучения реакций с литием и бором • создавалась в геометрии, при

которой |?n! IPjj, где о-^-спин нейтрона, Рп-импульс нейтрона.

Рт-импульс продукта реакции, соответственно. В этом случае пучок нейтронов входит в мишень под углом 90°, и рэзхо уменьшается число захваченных нейтронов. Для получения достаточной статистической точности необходимо увеличивать число мяшзнсй. В работах вдоль оси пучка располагались 24 мишени и детектируете камеры с каждой стороны мишени для обеспечения условий компенсации флуктуации мощности реактора. Кроме того, подобное увеличение числа мишеней сделано для уменьшения удельной ионизации в газе с долью сохранения хорошей линейности системы и более полного использования пучка. Одна половина двойной камеры регистрировала тритоны, вылетающие по импульсу пучка, другая - против импульса. Все половинки двойных камер пои,пульсу (против пглульса) были соединены электрически для работы на один предусилитель. Р^пвешг представляли собой слой ^ЫР либо атомарный бор, нанесенные па алнккшгевую фольгу толщиной <1=20 мкм. Для каждой двойной камеры использовались дзо мишени, сложенные подложками друг к другу, так что на каждую камеру работала своя мишень, поскольку 40 мкм алюминия полностью поглощают вылетающие тритоны или ионы 7Ы. Толщина гаваней для первой половины камер (ближней ко входу нейтронного пучка в камг-^у) (1 = 400 мкг/см2, для второй половши а = 600 мкг/с?,!2 (реакция бЫ(п,а)3н). Для поглощения а-частиц и создания необходимого телесного угла вылета тритонов в камере создавался нечувствительный газовый промежуток либо на каждую мишень наклеивалась алюминиевая фольга <1 = 10 мкм, и газовый промежуток убирался. 3 .случае реакции 10в(п,«)7Ы использовался только газовый промежуток. Средний косинус вылета регистрируемых частиц в обеих

реакциях <Сов(«г .ц)» £0,8 , поляризация пучка РП=80Ж .

Реверс поляризации пучка осуществлялся адиабатическим ф-чнгст-ром, описанным ранее, осуществлялась компенсация флуктуация мощности реактора. Основной результат получзн при работе жидководородного источника. Суммарный результат работы без водорода и с водородом для реакции 6Ы(па)3н :

,экс „ -(4,7±5.3).Ю-8.

Для проведения нулового эксперимента мишени дополнительно закрывались алюминиевой фольгой с!=20 мкм для полного поглощения тритиовой ко:.шонэнты. Полученный результат нормировался на постоянные составляющие в рабочем ро:хнмэ без дополнительной фольги :

«|кс-=- (1.8±1>5).Ю-8. С учетом фоновых измерений :

Прозорка результатов измерений на нормальность распределения дала значению аг=3,6 при числе степеней свобода N=3-

Приведзнная выше, в главе I, оценка , исходящая из кластерной структуры ядер бЫ и 7Ы, дает значение ™ з. 1 о~7, при "лучших значениях" слабых мезонных констант

Из решения трехчастичной задачи получена оценка коэффициента асимметрии :

тсор. о

а ^ (О.ОбЬ - 0.45:Г ) .

' г 8ксп.

Используя экспериментальное значение , можно получить ограничения на константу слабого взаимодействия 171, используя теорети-

о 7

ческое аначение константы к . г £ 2.10'

р 71

Наиболее точная оценка константы Гя получена из измерений циркулярной поляризации на 18Р И,,! = (0,3 0-7 и также

свидетельствует о малой величине слабого нейтрального тока. Были проведены измерения Р-нечетной асимметрии в реакции 10В(п,а)^ы.. Пропорциональная камера описана выше. Поскольку в камере не было возможности одновременно измерять асимметрию на обеих «-линиях, были проведены две серии измерений: одна при давлении аргона Р=0,3 атм. для измерения аффекта на смеси линий, другая серия -при давлении Р=0,78 атм, при этом, согласно расчету, регистрировалась только более жесткая «-линия. В качестве рабочего газа использовался аргон.

Полученное экспериментальное значение Р-нечетной асимметрии по суше ланий и для одной более жесткой «-линии с поправкой на средний косинус вылета «-частиц, поляризацию . нейтронного пучка и с учетом нулевого эксперимента следующее;

Исходя из полученных данных, можно рассчитать коэффициенты Р-нечетных асимметрий :

«рМ =(3.4±б.7)*Ю~7 , =-(2.5±1.6)*10"7 .

Проверка на нормальность распределения для дала значение

яг =15 при числе степеней свободы N=17.

Теоретическая оценка Р-нечетной асимметрии в реакции 10в(п,«)7Ы лежит на уровне: "р-^ 3(10 -иО ) при единичном сгешовом факторе. Вклад в Р-нэчетную асимметрию при интегральной регистрации дают обе а-линии, и этот вклад в зфТхзкт примерно одинаков для обеих линий,для определенности необходимо разделять линии,, поскольку знаки эффектов могут различаться. Р-нечетный- эф1»кт, возникающий на линии ^, должен хорошо рассчитываться, так как ядро 7Ы тлеет четко выраженную кластерную структуру и, по крайней мере до энергий возбуждения " 20 МэВ, может быть представлено в виде а + } с кластеризацией ~Ю0Я. По сегодняшним представлениям на мягкой линии не должно бить ЕфГекта, связанного с входным состоянием, так что данный случай достаточно перспективен с точки зрения интерпретации Р-нечетного эффекта, но имеющаяся на сегодня экспериментальная точность измерения эффекта пока еще много меньше необходимой, тем более, что точный учет спинового фактора уменьшает гипотетический эффект в 3 раза.

Изучение реакций 35С1(п,р)35з и 1411(п,р)14с проводилось счетной методикой в пропорциональной камере с мишенью длиной юоо мм, вытянутой вдоль пучка нейтронов на горизонтальном

канале реактора, в геометрии <гп\ \ 1Рп> Измерялась Р-нечетная

(<гп>Р ) и лево-правая ) ) асимметрии.

Впервые был обнаружен Р-нечетный эффект в реакции 35С1(п,р)35з. Сделав поправку на поляризацию пучка Р=0.95, средний косгаус вылета протона го,8 и фон, получим следующие значения :

арН= -(1.51±0.34).10-4 «РГ= -(2,4± 0,4).юЧ На основе измеренных величин был вычислен матричный элемент слабого взаимодействия с точностью до погрешности,совпадающий с вычислениями из эксперимента по г-квантам: И =0,06 - 0,02 эВ.

сформулированы основные результаты исследований.

рсноетйэ_результаты_работы:

1. Разработан и создан комплекс установок для изучения Р-не-четных эффектов в (п,.")-реакциях на уровне точности 10 -10

2. Создан комплекс установок для изучения Р-нечетных и Р-чет-ных асимметрий в реакциях с нейтронами с вылетом заряженных частиц на уровне точности "Ю-8 .

2. Впервые обнаружен и исследован эффект несохранения пространственной четности в радиационных сечениях в 135Ьа, на тепловых нейтронах. Экспериментально доказано, что нарушение Р-четности целиком определяется зависимостью сечения радиационного захвата от спиральности нейтрона.

4. Проведено сравнение результатов измерений с теоретической моделью, основанной на представлении о динамически усиленном смешивании слабым взаимодействием волновых функций Б-Р -резонансов компаунд-ядра с дополнительным усилением эффекта вблизи Р -резонанса, и показано соответствие модели. Имеется хорошее согласие результатов измерений с данными, полученными на тех же ядрах, в экспериментах с резонансными нейтронами.

5. Впервые обнаружены эффекты несохранения пространст-

ванной четности вида а^ ,р ) в интегральном спектре г-квантов (п,?-)-реакции на 35С1, 57Уе. "^Вг, 11 Зс<1, 139Ха. Полученные экспериментальные дашше хорошо соответствуют статистической модели усреднения Р-нечетных эффектов по спектру ^-квантов .

6. Проведены исследования Р-нечетных и лево-правых асимметрий в реакциях 35с1(п,р>352, 14К(л,р)1*1с с тепловыми поляризованными нейтронами. Впервые обнаружены Р-нечетная и лево-правая асимметрии в реакции 35С1(п.р)35в и вычислен матричный элемент слабого взаимодействия »ГГГ=(0,06+-0,02) эВ. Имеется совпадение подученного значения матричного элемента с матричным элементом из

- реакции. Получены ограничения на Р-нечетный эффект

и найдена леЕо-правая -асимметрия в реакции 14N(n,p)14c.

7- Проведены исследования Р-начетной асимметрии в реакциях бЫ(па)3!1 , юв(шуъ1 с тепловыми и холодными поляризованными нейтрона?ли. р-нечетные эффекты не обнаружены , но полученная уникальная точность измерений Р-нечетной асимметрии в реакции {п.аря « =-(б,4*5,6).ю~8 позволила дать оценку константы нейтрального тока на основе кластерной модели : — 2,3-10 ~7 .

Основные результаты,представленные в диссертации,опубликованы в' следующих работах:

1 Е. А. Kolomensky .V.M. Lohashev, А. N. Р1 rozhkov, L. М. Sto trizkiy.N.

A.Tltov.V.A.Vesna. Observation of parity violation effects in the polarized thermal neutron total and radiative capture cross section of 117Sn and 139La. Physics Letters, 1981, v.107B.no.4,p.272-274.

2. Весна В.А..Коломенский Э.А..Лобашев З.М..Пирожков А.Н., Смотрицкий Л.М. .Титов H.A. Наблюдение эффекта несохраненения пространственной четности в полном сечении и сечении радиационного захвата поляризованных тепловых нейтронов

в 79,81 Ьт. Препрпнт ЛШФ-774, Л., IS92, 7 с.

3. В.А.Beсна,Э.А.Коломенский,3.М.Лобашев,В.А.Назаренко,А.Н. Пирожков, Л. М.Смотрицкий,Ю.В.Соболев,Н.А.Титов.

- Наблюдение аффектов несохранения пространственной четности в интегральном спектре гамма-квантов (пу)-резкция кз ядрах Cl,Br,Cd,Sn и La. Письма в ЖЭТФ,1982,т.36,вып.5,с.169-172.

4. Антонов А., Весна В.А., Гледенов Ю.М., Лобашев В.М., Окунев И.С., Попов Ю.П., Риголь X., Смотрицкий Л.М., Наблюдение несохранония пространственной четности и лево-правой асимметрии в реакции Cl(n,p) S. Письма в ЖЭТФ. 1934, т.40, »5, С. 209-211.

5. Антонов А., Весна З.А., Гледенов Ю.М., Звзрова Т.С., Лобашев

B.М., Окунев И.С., Полов Ю.П., Риголь X., Смотрицкий Л.М., Шульгина Е.В. Исследование Р-чэтных и Р-нечетных угловых кер-

реляцлй в реакциях 35Cl(n,p)35S и UN(n,p)14C // ЯФ. 1988, т. 48, J5 2(8), с. 305-311

6. А.Antonov,Yu.V.Gledenov,V.M.Lobashev,I.S.Olomev,Yu.Г.PopoY, H.Rigol,E.Y.Shulgina,L.M.Smotrit3ki,V.A.Vesna,T.S.Zvari)va. Investigation oi parity-nonconserving and leit-right angular correlations in reactions 35Cl(n,p)3% and UN(n,p)UC . bNPI-Research Report .1986-1987/LNPI. Leningrad. 19.38,p.54.

7.Bsсна В.А..Егоров A.K.,Коломенский 14А.Дорнюшкин А.Ф., Лобашев З.М..Окунав И.С..Песков Б.Г..Пирожков А.Н.,Смст-рицкий Л.М..Титов H.A..Шульгина Е.В. поиск Р-нечетной асимметрии вылета «-частиц в реакциях захвата тепловых поляризованных нейтронов ядрами 6Ы и 10в .Письма в ЖЭТФД983,

т.38,вып.5,с.265-267.

в.Весна В.А..Егоров А.И.,Коломенский Э.А..Лобашев В.М..Пирожков А.Н..Смотрицкий Л.М..Титов H.A. Исследование асимметрии вылета заряженных частиц в реакциях захвата теплоБых

О -1 гч

поляризованных нейтронов ядрами ^Яе и В.Письма в ЖЭТФ, 1981.т.33,вып.7,С.429-433.

Э.Боровикова Н.В..,Весна В.А. .Егоров А.И. .Князьков В.А. .Коломенский Э.А.,Лобашев В.М..Пирожков А.Н.,Попеко Л.А.,Смот-рицкий Л.М..Соловьев С.М..Титов H.A..Шаблий А.И. Исследование асимметрии вылета тяжелой заряженной частицы в реакциях захвата теплового поляризованного нейтрона. // Нейтронная физика,ЦНШатоминформ,Москва,1980,ч.I.e.44-48.

10.Весна В.А.,Егоров А.И..Коломенский Э.А..Корншкин А.Ф., Лобашев K.M. .Окунев И.О..Песков Б.Р..Пирожков А.Н..Смот-рицкий Л.М.,Титов H.A.,¡Шульгина E.ß. Поиск Р-нечетной □симметршх вылета с-частиц в реакциях захвата тепловых по-.ояризованных нейтронов ядрами 6Li и 10в . Письма в ЖЭТФ, 1983,т.38*г<ып.5,стр.265-267.-

11. Веси В.А.,Окунев И.С.,Песков Б.Г..Шульгина Е.В.,Антонов А.Д..Андаеепски С.,Гледенов Г> М.,Матриков М.П..Попов Ю.П. Исследование несохранения Р-четности в реакции Ы6(п,а) Н3 с поляризованными нейтронами. Письма в ЖЭТФ,1990,т,52,вып.1,

с.660-662.

12 Vesna V.A., Okunev I.S., Резкоу В.О., Shul'gina E.V.,

Andzejewskl J., Antonov A.D., Gledenov Yu.M., Mitrlkov M.P., Popov Yu.P. Measurement oi parity violation in reaction 6I>i(n,o)3H with polarized neutrons.//LNPI-Research Report 1988-1989/LNPI. Leningrad. 1990,p.61.

13 AndzejewGkl J., Antonov A.D., Gledenov Yu.M., biitrikov M.P., Popov Yu.P., Okunev I.S., Peskov B.G., Shul'gina E.V., Vesna V.A. Study of parity violation in the %Л.(п,а)3Н reaction with polarized neutrons //Proceedings oi the Seventh International Symposium on capture ga.nma-ray spectroscopy and related topics / Special report. Asilomar, 1990.

14.Алтарзв И.С.,Боровикова Н.З.,Булкин Л.П..Весна В.А.,Ггру-сов Е.А.Григорьева Л.А..Егоров А.И..Ерозолнмский Б.Г., Ерыкалов А.Н..Захаров А.А..Иванов С,Н..Кезерашвили В.Я., Кирсанов С.Г..Коломенский З.А..Коноплев К.И..Кузнецов М.А., Лобашев В.М..Маслов Н.Ф..Митюхляев В.А.,0кунев И.С.,Песков Б.Г.,Петров Ю.В..Пикулик Р.Г..Пирожков А.Н..Порсев

Г.Д..Серебров А.П.,Соболев Ю.И..Тальдэев P.P..Шустов В.А.Дебетов А.Ф. Универсальный жидководородний источник поляризованных холодных и ультрахолодных нейтронов на реакторе ВВР-М ЛИЯФ. Письма в ЮТФ,1985,т.44,вып.6,с.269--272.

15.Kolomensky E.A.Lotoashev V.M..Pirozhkov A.N..Smotrltsky L. M. .Titov N.A..Vesna V.A. An observation of parity violating effects In the total and radiative capture cross sections of polarized thermal neutron interaction with mSn and 1 La. Препринт Л1Ю-662, Л,1931,10с.

16.Еесна В.А..Коломенский Э.А..Лобашев В.М..Пирожков А.Н.. Смотрицкий Л.М..Титов Н.А.. Наблюдение эффекта нарушения пространственной четности в полном сечении и сечении радиационного захвата пэд взаимодействии тепловых пол;>ри-

117 1

зованных нейтронов с ядрами Sn и Тл. Изв.АН СССР, сер.физ..I982.T.46.N II.C.2II6-2II9.

17.Весна В.А..Коломенский Э.А..Лобашев В.М..Пирожков А.К., Смотрицкий Л.М,.Титов Н.А. Наблюдение аВДвкта несохраненля пространственной четности в полном сечении и сечении радиационного захвата поляризованных тепловых нейтронов

в 79'81Вг. Препринт ЛИЯФ-774 Д. ,1982,7 С.

18 Взсна В.А..Коломенский Э.А..Лобашев В.М..Пирожков А.П., Смотрицкий Л.М..Титов H.A. Наблюдение эффекта несохранеия пространственной четности в полном сечении и сечении радиационного захвата поляризованных тепловых нейтронов

в 7S'81Br. Письма в лЭТФ,IЭЗЯ.т.35,в.8,с.351-353' 19.Весна В.А..Ломаченков И.А.,Скупав И.С..Шульгина Е.В.. Фурман 3.1!. Измерение и анализ эффектов несохранения четности в интегральных r-спектрах в реакциях CcKm-J^Cd и 5бге(ги-)57Ре. Препринт ЛКЯФ-ISßO, Л.,1989, 12 с. 20 Весна В.А.,Ломаченков И.А.,Окунев К.С..Шульгина Е.В., Фурман В.И. Измерении и анализ эффектов нес

21.Гледенов Ю.М., Весна В.А., Окунев U.C., Паржицкий С.С., Попов Ю.П., Шульгина Е.В. Исследование несохранения четности в реакции 10B(n,а )7Ы.//Основные результаты научных исследований 1990-1991 гг./ЛИЯФ, С.-Петербург, 1992.

22.V.A.Ve3na,I.S.0kunev,E.V.Shuli'na,Yu.li.Glelenov,S.S.Parzhlt -skii,Yu.P.Popov,"A search for P-odd efiects In reactions 10B(n ,a)7L1 and ^Ll(n,a)3Ii ." International symposium on weak and electroma^etic interactions in nuclei (WEIN-92). . Dufcna.,RU5SIA.,1992.E1.3.6.15-92-24.,p22.

23.Весна В.A., Гледенов Ю.М., Окунев И.О., Попов Ю.П., Парлицкий С.С., Шульгина Е.В. Исследование Р-нечетных эффектов в реакциях с тепловыми нейтронами //Аннотации проектов экспериментов в области физики элементарных частиц и атомного ядра, планируемых на 1991-1995 гг. Л., 1991, р.92-96.

24.Весна В.А.,-Окунев И.О. Проблемы исследования Р-нечетных эффектов в реакциях на тепловых нейтронах // VI Мендународная школа по нейтронной физике: Сборник лекций: Алушта 8-18 октября 1990 г.: В 2 т./ ОИЯИ, Дубна,. 1991, т.1, с.261-266.

25.Весна В.А., Гледенов Ю.М., Окурев И.О., Паржицкий С.С., Шульгина Е.В. Исследование Р-нечетных корреляций при захвате тепловых поляризованных нейтронов с вылетом заряженных частил

ности в интегральных г-спектрах в реакциях и 5бРе(Гл-)57Ре. ЯФ, 1990, т. 52. N' 3 (9),с.620.

(вопросы методики). Препринт ЛйЯФ-1694. Л., 1991. 24 с. 25.Весна В.А..Шульгина Е.В. О возможности применения корреляционного метода для изучения связанных распадов.Препринт ЛИЯФ-335.Л.,1977.23 с. 27.V.A.Vesna, Yu.M.Gledenov, l.S.Okunev, S.S.Parzhittskil, Yu.P. Popov, E.V.Shulgina,"P-odd correlations in the reactions 6Li(n,a)3H and 10B(n,a)7Li with polarized neutrons". Intern.Nucl.Phys.Conl., Wiesbaden, Germany, July 26-Aug 1, 1992.Book or Abstracts, Ed.: U.Grudinger, GSI,.p.1.4.10.

РТП W,зак.290,тир.100,уч.-изд.л.2;T3/I7-I993г. Бесплатно