Структура м- - и п- -мезоатомов и механизмы поглощения медленных п--мезонов атомными ядрами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.02 ВАК РФ

гго ол

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ИВАНКОВ Юрий Владимирович

СТРУКТУРА /Г- И п - МЕЗОАТОМОВ И МЕХАНИЗМЫ ПОГЛОЩЕНИЯ МЦДЛЕННЫХ я -МЕЗОНОВ АТОМНЫМИ ЯДРАМИ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

специальность 01.04.02 - теоретическая физика

ВОРОНЕЖ 1996

Работа выполнена на кафедре ядерной физики Воронежского государственного университета.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор физико-математических наук, профессор Кадменский С.Г.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор физике - математических наук, профессор Копьггин И.В. кандидат физико - математических наук Бугров В. П.

ВЕДУШДЯ ОРГАНИЗАЦИЯ : Научно - исследовательский институт ядерной физики МГУ

Защита диссертации состоится " " ^ 1996 г. в /о"'часов на заседании Специализированного совета К 063.48.02 в Воронежском государственном университете по адресу: 394693, г. Воронеж, Университетская пл. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского госуниверситета.

Автореферат разослан

Ученый сек] спещшшзирова! кандидат техшг доцент

В.И. Клюкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Значительную часть современной физики

-мезоатомов составляют исследования: процессов, дающих информацию об атомном ядре. В их число входят анализ спектров рентгеновского излучения мезоатомов, который позволяет получить уникальную информацию о распределении заряда в сферических и деформированных ядрах. Поскольку между мюоном и ядром действуют хорошо изученные электромагнитные силы, можно пытаться рассмотреть задачу о влиянии поляризации ядра, обусловленной его взаимодействием с ¡и' - мезоном, на характеристики уровней //"-мезоатомов. Подобная задача была решена ранее [1,2] для основного состояния мезоатомов. Однако при

определении!! параметров зарядового распределения ядра используется информация об энергиях мезопереходов. Вследствие этого важен учет ядерных поляризационных поправок (ЯПП) к энергиям не только основного, но и возбужденных состояний м- мезоатома, причем желательно проведение вычислений с использованием одной и той же расчетной схемы для всех уровней мезоатома.

Процесс поглощения медленных -мезонов атомными ядрами в реальных мишенях, как правило, протекает через стадию образования л' - мезоатомов. Поэтому знание структуры я' - мезоатома и механизмов заселения его уровней является необходимым условием понимания физики поглощения пионов атомными ядрами.

Поглощение медленных - мезонов атомными ядрами характеризуется передачей больших импульсов малонуклонным группам в ядре - мишени и поэтому может служить базой для исследования короткодействующих нуклон-нуклонных корреляций в атомных ядрах. В настоящее время общепринятым является представление о двухнуклонном механизме поглощения медленных я'- мезонов в ядре, предложенном в работе [3]. В базисных работах [4,5] на основе этого представления построен комплексный оптический потенциал взаимодействия пионов с ядрами. Однако формализм этих работ в принципе не позволяет рассчитывать вероятности вылета нуклонов и составных частиц, сопровождающих поглощение яг*- мезонов ядрами. Кроме

того, параметры потенциала, полученные в [4,5], содержат лишь интегральную информацию о каналах поглощения, вследствие чего в данном подходе невозможно получить информацию о конретяых каналах двухнукдонного поглощения.

Для описания выходов нуклонов и составных частиц, их энергетических и угловых распределений, а также выходов различных дочерних ядер развит ряд моделей [б], основанных на каскадных расчетах, В этих работах информация о поглощении пионов разными парами ядерных нуклонов вводится посредством задания отношения II вероятностей поглощения пиона на нейтрон - протонных (пр) и протон -протонных (рр) парах, то-есть фактически вводится усредненная характеристика элементарного акта поглощения - мезона ядром.

Более детальный учет структуры ядра и взаимодействия частиц- продуктов реакции с ядром - остатком позволяют провести развитые в работах [7,8] полумикроскопические инклюзивные подходы, в которых существенно используется представление о полноте волновых функций ненаблюдаемых фрагментов и оболочечная модель ядра. На основе этих

подходов можно рассчитать не только ядерные ширины пГ -мезоатомных уровней, но и выходы и распределения нуклонов, сопровождающих первую "горячую" стадию поглощения пиона ядром, а также вероятности образования и характеристики составных ядер, образовавшихся в процессе поглощения к' - мезонов.

Основными целями настоящей диссертации являются:

1. Исследование влияния ядерной поляризации для основных и возбужденных состояний - мезоатомов для случая четно -четных сферических ядер.

2. Исследование процесса поглощения медленных тт~ -мезонов атомными ядрами. Построение формализма, позволяющего в рамках единого подхода описать всю совокупность экспериментальных данных по поглощению я~ -мезонов с орбит и' - мезоатомов.

3. На основе указанного формализма проведение анализа

экспериментальных данных по ширинам я' -атомных уровней, энергетическим и угловым распределениям нуклонов

и коррелированных нуклонных пар, сопровождающих процесс поглощения - мезонов, с целью получения информации о структуре спин - гаоспиновой зависимости Т - матрицы,

описывающей поглощение к' - мезонов яуклоннымя парами в ядре.

4. На основе проведенного анализа получение количественной информации о различных механизмах поглощения я-"- мезонов парами нуклонов в ядре и их соотношениях с аналогичными механизмами поглощения п' -мезонов парами нуклонов в пустоте.

Научная новизна и значимость работы.

1. Впервые проведены расчеты абсолютных значений ядерной поляризационной поправки к IS-, 2S-, 2Р- состояниям и -мезоатомов для ряда четно - четных сферических ядер с массовыми числами 60 < А < 150.

2. Впервые построен формализм, позволяющий в рамках единого подхода рассчитать вероятности поглощения л' -мезонов парами нуклонов в ядре для различных каналов поглощения, а также вероятности поглощения тс' - мезонов парами нуклонов в пустоте для указанных каналов.

. При этом:

2.1. Впервые, в случае Р-механизма поглощения, амплитуда Т -матрицы поглощения л~ -мезона парой нуклонов представлена в форме, позволяющей учесть закон сохранения для случая относительного орбитального момента количества движения пары в конечном состоянии I, * О,

2.2. Впервые в случае S - механизма поглощения амплитуда соответствующей Т - матрицы представлена в зрмитовской форме.

2.3. Впервые из анализа околопорогового Р- рождения пиона в реакциях р+р—=>1? р+р->л+ + п+р найдено отношение ц квадратов модулей волновых функций относительного движения пары нуклонов на малых расстояниях для случая связанного состояния пары ( дейтрон ) и случая пары с энергией s > 0.

2.4. Впервые построены выражения для ширин поглощения я - мезона парами нуклонов в ядре для различных каналов поглощения а, где а = S(P)T,lj, с учетом перенормировочного

фактора кв, характеризующего отношения приведенных вероятностей поглощения мезонов парами ядерных нуклонов к соответствующим вероятностям для пары нуклонов в пустоте. 2.5, Впервые найдены формулы для выходов, нуклонов и коррелированных, нуклон-нуклокных пар, а также для их энергетических и угловых распределений с учетом коэффициентов перенормировки ка.

3. Впервые на основе анализа экспериментальных данных по ядерным ширинам - мезоатомных уровней., выходам

нуклонов и коррелированных нуютонных пар, найдены соотношения между коэффициентами перенормировки ка. А. Сделан вывод о том, что существующая на сегодняшний день совокупность экспериментальных данных по поглощению яг" - мезонов с орбит л' - мезоатомов дает возможность найти только три соотношения между четырьмя коэффициентами ка.

5. Сделан вывод о том, что для всего дипазона значений ка существует заметная переномировка приведенных вероятностей поглощения п~ - мезонов нуклонными парами в ядре для различных каналов поглощения по отношению к аналогичным вероятностям поглощения ж' - мезона парами нуклонов в пустоте.

6. Показано, что для всего диапазона значений ка отношение К вероятностей поглощения пиона на пр- и рр- парах в ядре практически не меняется и зависит лишь от характеристик яг" - мезоатомных уровней.

7. На основе рассчитанных вероятностей поглощения пиона парами нуклонов в ядрах и Та найдены вероятности образования основных и изомерных состояний ядер, возникающих в результате цепочки преврещений, связанных с начальной стадией поглощения л~ - мезона ядром.

Практическая ценность работы.

1. Найденные в работе значения ядерных поляризационных поправок к энергиям 18-, 28-, 2Р- уровней у.' - мезоатомов ряда четно-четных ядер в диапазоне массовых чисел 60^А<150 могут бьггь использованы при анализе зарядовых распределений ядер.

2. Развитие теоретического подхода настоящей работы позволяет исследовать родственные задачи описания процессов поглощения высокоэнергетических у - квантов атомными ядрами и сечений ион-ионных столкновений с рождением л' - мезонов и высокоэнергетических у - квантов.

3. Обнаруженный в работе эффект значительной перенормировки приведенных вероятностей поглощения медленных л' - мезонов парами нуклонов в ядрах может быть использован: в проведении теоретических исследований короткодействующих нуклон-нуклонных корреяящш в атомных ядрах.

4. Полученные в работе результаты могут быть использованы при планировании новых экспериментов по поглощению медленных л' - мезонов ядрами.

Публикации и апробация работы. Результаты, составившие данную работу, были опубликованы в 3 статьях и тезисах 31, 34, 35, 36, 38, 39, 40 и 42 Совещаний по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра.

Результаты диссертации также докладывались на семинарах кафедр ядерной и теоретической физики В ГУ, Лаборатории Ядерных Реакций ОИЯИ ( г. Дубна ), С.-Пб. ИЯФ ( г. С. -Петербург ).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, включая 6 рисунков и 16 таблиц, заключения, двух приложений и списка литературы, включающего 112 библиографических ссылок.

На защиту выносятся следующие основные результаты диссертации.

1. Исследование влияния поляризацшш ядра на энергии мезоатомных уровней четно-четных сферических ядер. Расчет ядерных поляризационных поправок к энергиям 1S-, 2S-, 2Р-уровней ,и -мезоатомов для сферических ядер в диапазоне

60 ¿As 150.

2. Исследование процесса поглощения я-"-мезонов с орбит л~ - мезоатомов для широкого круга ядер в диапазоне 12 <А<209.

3. Математический формализм, позволяющий рассчитать ядерные ширины л' - мезоатомных уровней, выходы

s

нуклонов и коррелированных нуклонных пар и их энергетические и угловые распределения.

4. Комплексный анализ экспериментальных данных по процессу поглощения я' - мезонов парами нуклонов в пустоте, а также атомными ядрами с орбит л' - мезоатомов, в результате чего получена количественная информация о приведенных вероятностях поглощения - мезона для основных каналов поглощения.

5. Обнаружение существенной перенормировки амплитуд поглощения я' - мезонов парами ядерных нуклонов по сравнению с аналогичными амплитудами поглощения на парах нуклонов в пустоте.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель диссертации, кратко изложено ее содержение по главам и отмечена новизна работы.

В первой главе диссертации проведено исследование влияния поляризации ядра на энергии уровней м~ -мезоатомов для четно-четных сферических ядер. На основе теории конечных Ферми-систем найдены значения ядерных поляризационных поправок ЛЕ к энергиям IS-, 2S-,2P- уровней - мезоатомов ряда ядер в диапазоне 60 < А <150, При этом учтены монопольные, дшхольные и квадрупояьные виртуальные возбуждения ядра. Для дипольных и квадрупольных матричных элементов использовано факторизованное представление. Суммирование по

промежуточным состояниям для расчета монопольных и дипольных ЯПП осуществлялось с помощью соответствующих правил сумм.

Во втором порядке теории возмущений ядерная поляризационная поправка определяется выражением

Ajg - Т 1 Р

где индексы ц и N соответственно характеризуют состояния

мюона и ядра, - гамильтокиан электромагнитного

взаимодействия мезона и ядра. Взаимодействие Нм представляется в виде

К = Ут(гр)Г Ш(ГМ)

(2)

Из (1) и (2) следует, что

ДЕ = ^ > (3)

£

где АЕ£ рассчитывается по формуле (1) с заменой Ны на В настоящей работе проведен расчет четно-четных сферических ядер, поэтому ~ - Тогда выражение для ДЕ £ (1>0 ) может быть записано в виде:

АТ, -г-, 4ле*В(Е,0 Ь) „ ,. г • . \

1 = £—(21^X9-

где - геометрический фактор, В(Е,0 £) - приведенная вероятность электрического перехода мультилольности Ь. Мезонный матричный элемент рассчитывается по формуле:

Мь = | <Ри (>1) ^ ^ (Е^ - Ет гг, г2) ^ (га )г1г1&хФг

где (^ТЬ г2)- функция Грина мезона в кулоновском поле ядра.

Найденные значения ЯПП для указанного диапазона ядер лежат в интервалах ( 900 < АЕ< 6500) зВ для 18- уровня, <60<д£<1800) эВ для уровня, ( 30<дГ<1900) эВ для 2Р-уровня и достаточно хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными значениями.

Во второй главе развит математический формализм дая расчетов процесса поглощения медленных тс~ - мезонов коррелированными яуклонными парами. Приведены формулы амплитуды Т - матрицы для случаев Б - и Р- поглощения тс' - мезона парой нуклонов.

В случае Р-механизма поглощения я' - мезона парой нуклонов в

л

пустоте аматитуда М рга/ соответствующей Т-матрицы может бьггь представлена в виде:

м°рщ(12,г)=тЩ{<г, тХУч >

<6>

где г - п - г2, £ = г„ - К= (+ г2 )/2, причем ^, г2 -координаты нуклонов поглощающей пары, г,-координата п~ -мезона, , сг,т-

опера-торы спина и изотопспина нуклона, т~ = (тх - /?у)/2, р

причем Т:Т2, -проекционный оператор, отбирающии состояния поглощающей пары нуклонов с изотопическим спином. Т и его проекцией Тг, ■

Коррелятор в настоящей работе взят в форме:

Такой выбор позволяет последовательно учесть

закон сохранения момента количества движения при поглощении я" -мезона с образованием пары с I, * 0.

В случае Б-поглощения амплитуда -М^т;!, соотвегствущей Т -матрицы представляется представляется в форме, явно учитывающей эрмитовость Т- матрицы:

М%т11г(\,2,?„) = 8(Ж*щ{г)® + +®/зт,1,(г)}Ртъ,, <8>

Л Л

.-V Л- . Л

где0 = (¿г,, % )г,' - (а2. , (9)

причем в (8) не учитывается слагаемое, содержащее оператор ^

и соответствующее движению центра масс нуюганной пары. Оценочные расчеты показывают, что вклады этого слагаемого в ширины Б-поглошения для я -мезоатома аС составляют * 9 % от значений полных Б -ширин 18 - и 2Р -орбит я -мезоатома. Для более тяжелых ядер этот вклад принимает еще меньшие значения.

Далее рассмотрено поглощение я-* -мезонов с 1Б- и 2Р- уровней дейтронного яг" - мезоатома. Расчет ширин поглощения пиона с указанных уровней проведен согласно следущей формуле для

ширины поглощения п -мезона нуклонной парой с Д,, 4 -орбиты произвольного х -мезоатома:

-главное (орбитальное) квантовое число состояния к'-

л

мезона в мезоатоме, пр1гчем амплитуду Мс, Т-матрицы в канале« = (¿>(Р)Т^Г) можно представить как бинарный оператор:

¿Л^С.М), (11)

— ¡* 1 = 1

В случае Р-поглощения в дейтронном п -мезоатоме реализуются переходы, связанные с поглощением я~ -мезона с 2Р-

орбиты ( цг = 2,1я~\). Выражение для полной ширины Р-иоглощения, с учетом значений 1^=0 и -2 относительного орбитального момента пары нуклонов в конечном состоянии, имеет вид:

г *(Р) = Г^(РООО) + Г/,(Р002) =

= в2 (тгс"У2(тг<с*У2 п Р влг(ПсУ :

(0),

(12)

где

Б21(г ) =

^21 (Г) Чг

. /„</*+1)

+-----5—

Г"

(13)

где (р21{}') - волновая функция .-г" - мезона на 2Р - орбите, а

В} - приведенная вероятность Р - поглощения я~ - мезона дейтроном

Аналогичные вычисления в случае Б-поглощения к -мезона с 18-орбпты ( пя-1.1,-0) приводят к следующей формуле для ширины:

р (т„с2)1/2(тяс2у

(14)

Численные значения приведенных вероятностей поглощения тг

_ .2

-мезонов В ' =(4244+240) Мэв2 фм8, и |Дш! =(265±25) Мэв2

фм6 определены при использовании волновых функций водородоподобного атома в качество волновых функций дейтронного тс" -мезоатома и численных значений ширин тг мезоатома дейтрона, определенных на базе экспериментов,

связанных с обратной реакцией: (/? + />-» яг+ + с?);

Г'Г =(0,610±0,065) эв, I гР =4,62±0,75) 10"« эв. Для нахождения приведенных вероятностей, соответствующих другим каналам поглощения я~ - мезона парой нуклонов в пустоте, исследованы реакцетш столкновения двух нуклонов с

околопороговым рождением пионов. Из сравнения расчетных сечений реакций р+р-ья* + р + р и р^п-^л'+р+р найдены

приведенные вероятности взаимодействия - мезона с

парой нуклонов в пустоте с изотопическим спином Т=1 и относительным моментом 1=0.

Из сравнения приведенных вероятностей околопорогового Р-

роддения пиона в реакциях р+р—>к р+р->л +п + р

найдено отношение ц. квадратов модулей волновых функций относительного движения пары нуклонов на малых расстояниях для случая связанного состояния пары ( дейтрон ) и случая пары с энергией е>0. С учетом отношения ,и рассчитаны приведенные вероятности для случаев 8- и Р-поглощения я' - мезона квазвдейтронной парой нуклонов с изотопическим спином Т=1 и относительным орбитальным моментом 1=0.

Рассмотрено поглощение л' - мезонов в сложном яг" -

мезоатоме. Построены формулы для ядерных ширин л' -мезоатомных уровней, причем для волновой функции пары

ядерных нуклонов, поглощающих л'- мезон, учтена пропорциональность волновой функции их относительного движения волновой функции свободного дейтрона в случае малых межнуклонных расстояний. Значение коэффициента пропорциональности О найдено из анализа экспериментов по квазиупругому выбиванию дейтронов из атомных ядер быстрыми протонами и принято равным С5=50 фм''. Это значение использовано далее во всех расчетах настоящей работы. В случае квазидейгронного поглощения я' -мезона,

когда (пр)-пара находится в состоянии ^ =0, Т^ =о ширина Р -поглощения .-г- мезона квазвдейтронной парой в ядре может бьггь представлена в виде:

приведенная вероятность В ? определена определена из анализа 2Р - ширины п- мезоатоме дейтрона, а выражение для

Г,1Дг(рооо) = с%вР2ГпА(рт),

(15)

где к,,

- эффективная перенормировочная

константа,

имеет следующую форму:

¿л л 'Л*

со сд

х/Ф\Р{ |ФгРг^Щ - Е^М^Р^ Я1ри, (16)

о

где

/

\

и, '

АЛЛ

<17)

причем/ = 2/+ 1.

1» I2

= , (18)

2 « 2 - 2 т 2

„ _ 7 Ъ. Ку % кп

- % = тКс- + + г?^ + - — - • (19)

В формуле (18)

(Л) -радиальная волновая функция

протона в дискретном состоянии пр,1р причем учтен факт ее

слабой зависимости 07 , а функция

ДЛЯ

д = /, -1,.'. +1 определяется через волновую функцию я~ -мезона на пг!г - орбите. Следует подчеркнуть, что благодаря инклюзивной постановке задачи радиальные волновые функции

вылетающих, но экспериментально не наблюдаемых нуклонов не должны учитывать влияния мнимых частей оптических потенциалов данных частиц .

я - - 1,/, 4 1 определяется через волновую функцию п -мезона на ит/, - орбите. Следует подчеркнуть, что благодаря

инклюзивной постановке задачи радиальные волновые функции

вылетающих, но экспериментально не наблюдаемых нуклонов не должны учитывать влияния мнимых частей оптических потенциалов данных частиц .

В расчетах ширин Р-поглощения учитывается поляризация

ядерной среды полем поглощаемого пиона (эффект Лорентц-Лоренца [3]).

Ширина Б -поглощения х -мезона ядром за счет

квазцдейтронных пар да я варианта 81 (Т.- 0>/, - 1) имеет вид:

гп,то1) = с%П1вш # (5001),

(20)

1Де

г^001) =-¿г 2 пп,пп,Т(Ц2:ир1п

тг5

Л п п}}рп„1„ 1.1,

| Фг Р{\йр2р\8{ЕгЕг)М3{рхр21112; /„/,/„),

о о причем

су

/ (кх, щ (к, т<рпХ т<рП/!г (®<р^п (ю

(21)

(22)

а выражение для {К^'^-^рК) определяется формулой (17) с

заменой Л на . Формулы для ширин поглощения -

мезона парами ядерных нуклонов с изотопическим спином Т=1 и относительным моментом 1=0 имеют структуру, аналогичную вышеприведенным выражениям для 8- и Р- ширин. В указанных формулах введены коэффициенты

пропорциональности к, между приведенными вероятностями

поглощения ¡г' - мезона парой нуклонов в ядре и соответствующими вероятностями для поглощения - мезона нарой нуклонов в ядре и соответствующими вероятностями для поглощения тс' - мезона парой нуклонов в пустоте.

С использованием формул для ядерных ширин к" -мезоатомных уровней получены выражения для выходов и энергетических спектров быстрых нуклонов, вылетающих из ядра на первой "горячей" стадии поглощения яг" - мезона, как функции ка. Построены также выражения для мнимых частей оптического потенциала Б- и Р- поглощения пиона через коэффициенты перенормировки кс.

В третьей главе формализм, развитый в главе II, использован для совместного анализа экспериментальных данных по ширинам 18-, 2Р-, 30-, 4Р- уровней п -мезоатомов в диапазоне 12 < А < 209, выходам протонов с энергиями Е. > 70 Мэв и коррелированных пи- и ар-пар для ряда ядер. Найдены три соотношения между четырьмя коэффициентами перенормировки к„:

+ 0,31Л5И = 4Д4 ± 0.25, (23)

кР - 0,036км = 1,05 ± 0.19, (24)

кт + 0,26^п = 3,04 ± 0,54, (25)

где коэффициенты кш, характеризуют Б- поглощение в каналах с изотопическим спином Т~0 и Т—1, соответственно, а коэффициенты кР и кКЛ - Р- поглощение в каналах с Т-0 и Т=1.

Из этих уравнений видно, что при изменении значений кул в довольно широком интервале 0<&уи< 10 параметры ка имеют следующие области значений:

К ¿/<1.3; 0<кт <2;. 0<А>Д< 4; (26)

Из уравнений (23)-(25) можно также уввдегь, что невозможно подобрать область значений кг, в которой все эти параметры одновременно близки к единице, то-есть существует значительная перенормировка приведенных вероятностей поглощения ж" - мезона парами нуклонов в ядре по сравнению с аналогичными вероятностями поглощения я' -мезона парами нуклонов в пустоте. Этот вывод является одним из основных результатов настоящей работы.

Далее, показано, что при изменении параметров ка в диапазонах: (26) значения 1т В0, 1т С0 меняются слабо и согласуются, в-пределах ошибок, со значениями 1т А, — 0,043 1:0,002, 1шС'0 = 0,076±0,013, найденными в работах [4,5]. С учетом найденных соотношений (23')-(25), проведен анализ экспериментальных данных по поглощению п~ - мезонов гдрами с - мезоатомных орбит. Показано, что значения толных ядерных ширин 2Р-. 30-, 4Р- уровней тг~ -

мезоатомов для широкого крута ядер в диапазоне 12< А <209 )стаются практически постоянными при изменении в

штервалах (26). Продемонстрирована слабая зависимость от Ъа выходов протонов , нейтронов, а также коррелированных ш- и пр- пар. При этом значения всех рассчитанных !еличин находятся в разумном согласии с соответствующими >кспериментальнымп значениями. Показано, что значения ггношения И остаются в пределах 5 < И < 9 при изменении начений ктл в интервале 0<£ш<10.

В четвертой главе проанализированы три механизма бразования составного ядра при поглощении тс' - мезона из л~ -юзоатома. Первый механизм связан с поглощением п' - мезона с ылетом двух "горячих" нуклонов. Второй механизм определяется оглощением л - мезона с вылетом одного "горячего" нуклона.

'ретий механизм связан с поглощением л" - мезона без вылета горячих" нуклонов. С учетом указанных механизмов полная

шрина /, поглощения л'- мезона с итч - орбиты

редставляется в овде:

т~> -р ее , Лр« « , т Я Я

= А"Л + 21 "Л + пяК , (27)

г4 <?€

те ширина 1 соответствует первому механизму

оглощения, Г';1 - второму, 1- третьему. При расчете

гличины Г®^ вместо радиальных волновых функций двух

ылетающих нуклонов , Я) «пользуются оптические

ункциии , Я), учитывающие влияние не только

¡йствительной, но и мнимой части оптического потенциала уклона. Ширина ГЦ - можег быть рассчитана по формуле:

€П т^в Г'

Л*Л "Л ля/г ,

где при расчете только одна функция

заменяется на функцию -К/, Наконец, величина

Г;." может быть рассчитана по формуле:

рЯ г 1 П.1.

-г - 9 Г* 4- Г*в

(29)

Соответствующие трем вышеуказанным механизмам вероятности различных состояний дочерних ядер могут быть рассчитаны по формуле :

где р = вв, вп, пп, <2 = 2 да я р - вп и С = 1 для двух других механизмов поглощения, 03 п,1, - аиа поглощения, то-есть

доля мезонов, поглощенных с п, 1п - орбиты я" - мезоатома, причем

Для всех трех механизмов построены энергетические распределения составных ядер. Используя каскадно-испарительную модель ядра, были рассчитаны выходы основных и изомерных состояний дочерних ядер ¡образуемых при вылете из родительского ядра одного, двух и большего числа нейтронов. Полученные выходы оказались в хорошей корреляции с их экспериментально изме ренными значениями.

(30)

(31)

В заключении сформулированы основные результаты диссертации, выносимые на защиту.

Основные результаты диссертгщшг опубликованы в следующих работах:

1. Боткин И.С., Иванков Ю.В., Кулапин Л.Г. Ядерные поляризационные поправки к энергиям мезопереходов четно-четных сферических ядер в районе 60s' А <150. Ядерная физика. 1980.Т.32. N 9.с. 629-635.

2. Иванков Ю.В., Кадменский С.Г. Поглощение медленных л' -мезонов и нуклон -ну клошше корреляции. Тезисы докладов 31 Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. "Наука'', Ленинград. 1981. с. 483.

3. Иванков Ю.В., Кадменский С.Г. Вероятности образования составных ядер при поглощении медленных л~ - мезонов ядрами. Известия АН СССР сер. физ. 1985.T.49. N 5.с. 972-979.

4. Иванков Ю.В., Кадменский С.Г., Ратис Ю.Л. Поглощение медленных л' - мезонов и нуклон-нуклошше корреляции. Тезисы докладов 35 Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. "Наука", Ленинград, 1985. с. 418.

5. Иванков Ю.В., Кадменский С.Г., Спектры быстрых частиц, возникающих при поглощении медленных л' - мезонов. Тезисы докладов 36 Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. "Наука", Ленинград. 1986. с. 512.

6. Иванков Ю.В., Кадменский С.Г., Музычка Ю.А., Пустыльник Б.И. Выходы ядер-остатков при поглощении медленных л' -мезонов ядрами. Тезисы докладов 38 Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. "Наука", Ленинград.

1988. с. 445.

7. Иванков Ю.В., Кадменский С.Г. Исследование выходов коррелированных пар частиц в реакции поглощения медленных

л' - мезонов ядрами. Тезисы докладов 39 Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядоа. "Наука", Ленинград.

1989. с. 484.

8. Иванков Ю.В., Кадменский С.Г. О двухчатичном поглощении медленных л~ - мезонов атомными ядрами. Тезисы докладов 40 Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, "Наука", Ленинград. 1990. с. 398.

9. Иванков Ю.В.. Кадменский С.Г. Оболочечная структура ядра 1:С и поглощение медленных я- - мезонов. Тезисы докладов 42 Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. "Наука", С.-Петербург. 1992. с. 420.

10. Иванков Ю.В., Кадменский С. Г. Механизмы поглощения

медленных п~ - мезонов атомными ядрами и их экспериментальное проявление. Известия АН СССР сер. физ 1996.Т.60. N 11.С. 146-151.

ЛИТЕРАТУРА

1. Chen. M.Y. Nuclear polarization in muonic atoms of spherical nuclei. Phys. Rev. 1970. V. CI. N4. P. 1167-1175.

2. Chen M.Y. Nuclear polarization in pionic atoms of deformed nuclei. Phys. Rev. 1970. V. CI. N 4. P. 1176-1185.

3. Bruecktier K.A., Serber R., Watson K.M. The interaction of к -mesons with nuclear matter. Phys. Rev. 1951. V. 84. P. 258-265.

4. Ericson M., Ericson T.E.O. Optical potential of low-energy pions in nuclei. Ann. Phys. 1966. Y. 36. P. 323-362.

5. Krell M., Ericson T.E.O. Energy levels and vawe functions of pionic atoms. Nucl. Phys. 1969. V. Bli. P. 521- 549.

6. Машник С.Г. Реакции расщепления ядер остановившимися пионами. Материалы XX зимней Школы ЛИЯФ. Ленинград. 1985. с. 236-285.

7.Birbrair B.L., Kalashnikov Yu. A, Influence of nuclear structure on

widths of tz~ - atomic terms. J. Phys. G.: Nucl. Phys. 1980. V.6. L.145-L.148.

S. Иванков Ю.В., Кадменсюш С.Г. Вероятности образования составных ядер при поглощении медленных тс" - мезонов ядрами. Известия АН СССР сер. физ. 1985.Т.49. N 5.с. 972-979.

У

Заказ<}30 от22.11.1996 г. Тир. <00 экз. Лаборатория оперативной полиграфии ВГУ