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

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СТРУКТУРА /Г- И л~ - МЕЗОАТОМОВ И МЕХАНИЗМЫ ПОГЛОЩЕНИЯ МЕДЛЕННЫХ п -МЕЗОНОВ АТОМНЫМИ ЯДРАМИ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

специальность 01.04.02 - теоретическая физика

На правах рукописи

ИВАНКОВ Юрий Владимирович

ВОРОНЕЖ 1996

Работа выполнена на кафедре ядерной физики Воронежского государственного университета.

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

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

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

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ : Научно - исследовательский институт ядерной физики МГУ

За^щгга диссертации состоится " 26" 1996 г.

в -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 госуниверсигета .

Автореферат разослан " " 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук;

доцент С В.И. Кпюкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Значительную часть современной физики

-мезоатомов составляют исследования процессов, дающих информацию об атомном ядре. В их число входит 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

V» — _______и

взаимодействием с ¿г - мезоном, на характеристики уровней //"-мезоатомов. Подобная задача была решена ранее [1,2] для основного состояния /Г- мезоатомов. Однако при опредеденини 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 состояншг а" - мезоатома, причем желательно проведение вычислений с использованием одной и той же расчетной схемы для всех уровней мезоатома.

Процесс поглощения медленных п~ -мезонов атомными ядрами в реальных мишенях, как правило, протекает через стадию образования - мезоатомов. Поэтому знание

структуры л' - мезоатома и механизмов заселения его уровней является необходимым условием понимания физики поглощения пионов атомными ядрами.

Поглощение медленных я' - 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 тг~ - 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 лГ - 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 конретных каналах двухнуклонного поглощения.

Для описания выходов нуклонов и составных частиц, их энергетических и угловых распределений, а также выходов различных дочерних ядер развит ряд моделей [6], основанных на каскадных расчетах. В этих работах информация о поглощении пионов разными парами ядерных нуклонов вводится посредством задания отношения К вероятностей поглощения пиона на нейтрон - протонных (пр) и протон -протонных (рр) парах, то-есть фактически вводится усредненная характеристика элементарного акта поглощения п~ - 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 л~ -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 я' - мезонов.

Основными целями настоящей диссертации являются:

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

2. Исследование процесса поглощения медленных п~ -мезонов атомными ядрами. Построение формализма, позволяющего в рамках единого подхода описать всю совокупность экспериментальных данных по поглощению л~ -мезонов с орбит яг" - мезоатомов.

3. На основе указанного формализма проведение анализа экспериментальных данных по ширинам л-"-атомных уровней, энергетическим н угловым распределениям нуклонов

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

описывающей поглощение л' - мезонов нуклонными парами в ядре.

4. На основе проведенного анализа получение количественной информации о различных механизмах поглощения л' - мезонов парами нуклонов в ядре и их

соотношениях с аналогичными механизмами поглощения л' -мезонов парами нуклонов в пустоте.

Научная новизна и значимость работы.

1. Впервые проведены расчеты абсолютных значений ядерной поляризационной поправки к 18-, 25-, 2Р- состояниям -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 л' - 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 * 0.

2.2. Впервые в случае Б - механизма поглощения амплитуда соответствующей Т - матрицы представлена в эрмитовской форме.

2.3. Впервые из анализа околопорогового Р- рождения пиона в реакциях Р+р—^л1 + р+р->л+ ±п+р найдено отношение р. квадратов модулей волновых функций относительного движения пары нуклонов на малых расстояниях доя случая связанного состояния лары ( дейтрон ) и случая пары с энергией £>0.

2.4. Впервые построены выражения для ширин поглощения я - мезона парами нуклонов в ядре для различных каналов поглощения а., где а = 8(Р)%1;, с учетом перенормировочного

фактора ка, 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-нуклонных 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 нуклонных пар, найдены соотношения между коэффициентами перенормировки ка.

4. Сделан вывод о том, что существующая на сегодняшний день совокупность экспериментальных данных по поглощению

тг~ - 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 - мезонов нуклонными парами в ядре для различных каналов поглощения по отношению к

аналогичным вероятностям поглощения - мезона парами

нуклонов в пустоте.

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

7. На основе рассчитанных вероятностей поглощения пиона парами нуклонов в ядрах 197А/ и тТа найдены вероятности образования основных и изомерных состояний ядер, возникающих в результате цепочки преврещений, связанных с начальной стадией поглощения тс' - мезона ядром.

Практическая ценность работы.

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

2. Развитие теорепгческого подхода настоящей работы позволяет исследовать родственные задачи описания процессов поглощения высокоэнергетпческих у - квантов атомными ядрами и сечений ион-ионных столкновений с рождением

- мезонов и высокоэнергетических у - квантов.

3. Обнаруженный в работе эффект значительной перенормировки приведенных вероятностей поглощения медленных тт~ - мезонов парами нуклонов в ядрах может быть использован в проведении теоретических исследований короткодействующих нуклон-нуклонных корреляций 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 д структуре атомного ядра.

Результаты диссертации также докладывались на семинарах кафедр ядерной и теоретической физики ВГУ, 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 л списка литературы, включающего 112 библиографических ссылок.

На защиту выносятся следующие основные результаты диссертации.

1. Исследование влияния поляризациии 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 60s As 150.

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

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

s

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

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

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

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

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 ~

мезоатомов для четно-четных сферических ядер. На основе теории конечных Ферми-систем найдены значения ядерных поляризационных поправок &£ к энергиям 1S-, 2S-,2P- уровней ff - мезоатомов ряда ядер в диапазоне 60 < А <150. При этом учтены монопольные, дипольные и квадрупольные виртуальные возбуждения ядра. Для дипольных и квадрупольных матричных элементов использовано факгоризованное 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

ae^yIMMIL

& 2?* + - - Яу, ' Ш

где индексы ц и N соответственно характеризуют состояния

мюона и ядра, Нм - гамильтониан электромагнитного

взаимодействия мезона и ядра. Взаимодействие Н{н представляется в виде

К = I^ = ^¿-А--^ Гш(г,)ГшЪ),

I £ р=1 ¿Ь + Л Г> М

(2)

Из (1) и (2) следует, что

АЕ = У] АЕ£ ) (3)

€г

где АЕ£ рассчитывается по формуле (1) с заменой на

В настоящей работе проведен расчет четно-четных сферических ядер, поэтому I= . Тогда выражение для ДЕ I ( 1>0 ) может быть записано в виде:

АЕ£ = £ 4?Ге + ^ ^^> Л)М1(Е1,^, ) ^ (4)

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

где ^'1) - функция Грина мезона в кулоновском поле ядра.

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

Во второй главе развит математический формализм для

расчетов процесса поглощения медленных л' - мезонов коррелированными н-уклонными парами. Приведены формулы амплитуды Т - матрицы для случаев Б - и Р- поглощения л' - мезона парой нуклонов.

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

пустоте амплитуда шрг!1г соответствующей Т-матрицы может быть представлена в виде;

М%щ( 1,2, г) = ¿К$/щ(гЛ[(кЪч ^ъЮЩг, >

<6>

где Г = г, - г2,'а = гп - Я, Л = (г, + г.)р., причем /\,г, -координаты нуклонов поглощающей пары, г, -координата к~ -мезона, , опера-торы спина и изотопспина нуклона, = (г, - пу) / 2,

А

Р

причем Т,т2[ -проекционный оператор, отбирающий состояния поглощающей пары нуклонов с изотопическим спином Т и его проекцией .

Коррелятор в настоящей работе взят в форме:

1Рщ(гЛ) = . (7)

т

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 соответствущей 'Г -матрицы представляется представляется в форме, явно учитывающей эрмптовость Т- матрицы:

Л Л

Л Л — . ^

где © = 5 V, )Т| - (&2, У-Г)т'2. (9)

причем в (8) не учитывается слагаемое, содержащее оператор ^ д и соответствующее движению центра масс нуклонной пары. Оценочные расчеты показывают, что вклады этого слагаемого в ширины З-поглошения для я -мезоатома :гС составляют « 9 % от значений полных Э -ширин 1Б - и 2Р -орбит я -мезоатома. Для более тяжелых ядер этот вклад принимает еще меньшие значения.

Далее рассмотрено поглощение -т" -мезонов с 1Б- и 2Р- уровней дейтронного - мезоатома. Расчет ширин поглощения пиона с указанных уровней проведен согласно следущей формуле для ширины поглощения я -мезона нуклонной парой с п~,1т -орбиты произвольного -мезоатома:

2

(10) где

/

ЯДТ.) -главное (орбитальное) квантовое число состояния к -мезона в мезоатоме., причем амплитуду Л/! Т-матрицы в канале«-

можно представить как бинарный оператор: = (и)

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

орбиты ( п,-1,1^ = 1). Выражение для полной ширины Р-поглощения. с учетом значений 1^=0 и ^ —2 относительного орбитального момента пары нуклонов в конечном состоянии, имеет вид:

г ¿(Р) = Г/^РООО) + Г2^(Р002) =

/ ^ \ ^ / ^ \ = В2 (т*С')"-(т*С~У* £

блг(Йс)'

'21

(0),

(12)

где ■ '

#21 (Л

' йг

+

КМ, +1)

г

<Рп (г )

(13)

где (р2\(г) - волновая функция п - мезона на 2Р - орбите, а

В? - приведенная вероятность Р - поглощения я - мезона дейтроном

Аналогичные вычисления в случае Б-поглощения -мезона с 18-орбшы ( пх = 1,4=0) приводят к следующей формуле для ширины:

оч V'

В I2 (тпс-у2{тпс'у2 , р

(14)

Численные значения приведенных вероятностей поглощения

_ |— ¡2

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

фмб определены при использовании волновых функций водородоподобного атома в качестве волновых функций дейтронного тг -мезоатома и численных значений ширин тг -мезоатома дейтрона, определенных на базе экспериментов,

связанных с обратной реакцией: (р + р я* + с/);

1\7 =(0,610+0,065) эв, Г-7 =4,62+0,75) 10-6 эв.

Для нахождения приведенных вероятностей, соответствующих

другим каналам поглощения яг~ - мезона парой нуклонов в

пустоте, исследованы реакциии столкновения двух нуклонов с

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

приведенные вероятности взаимодействия я' - мезона с

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

Из сравнения приведенных вероятностей околопорогового Р-

родцения ппона в реакциях р+р-^я* +(}, р+р -±я+ +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 с >0. С учетом отношения ¡и рассчитаны приведенные вероятности для случаев Б- и Р-

поглощения я' - мезона квазидейтронной парой нуклонов с изотопическим спином Т=1 и относительным орбитальным моментом 1=0.

Рассмотрено поглощение л - мезонов в сложном я' -

мезоатоме. Построены формулы дня ядерных ширин я' -мезоатомных уровней, причем для волновой функции пары ядерных нуклонов, поглощающих я' - мезон, учтена пропорциональность волновой функций 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 С=50 фм1. Это значение использовано далее во всех расчетах настоящей работы. В случае квазвдейтронного поглощения .т" -мезона,

когда (ар)-пара находится в состоянии 1] =0, Т, ширина Р -

поглощения мезона квазидейтронной парой в ядре может быть представлена в виде:

Г^ДЮО) = С%В/Г„А (-Р000), (15)

где А, - эффективная перенормировочная константа,

приведенная вероятность $ р определена определена из анализа 2Р - ширины я'- мезоатоме дейтрона, а выражение для

имеет следующую форму:

г^(«Ю0) = А* I

¿Л 11 >и,!п>1р1р ЫЛ

со <о

о о где

щ

х(/#Щ)Д, <17>

причем/= 2/+1.

МЫр21л12-.?11п)~

р

и

г^2 п2^

Ъщ ' < 19>

В формуле (18) -радиальная волновая функция

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

слабой зависимости от }р , а функция

для

Д- /,-!,/„+1 определяется через волновую функцию я~ -мезона на л„/„ - орбите. Следует подчеркнуть, что благодаря инклюзивной постановке задачи радиальные волновые функции

тл)

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

я-1х-1,/,+ 1 определяется через волновую функцию гГ -мезона на я„/. - орбите. Следует подчеркнуть, что благодаря

инклюзивной постановке задачи радиальные волновые функции

Я{(к,Я) вылетающих, но экспериментально не наблюдаемых нуклонов не должны учитывать влияния мнимых частей оптических потенциалов данных частиц .

В расчетах ширин Р-поглощенпя учитывается поляризация ядерной среды полем поглощаемого пиона (эффект Лорентц-Лоренца [3]).

Ширина 8 -поглощения т" -мезона ядром за счет квазидейтронных пар для варианта (Г,- О, /, - 1) имеет ввд:

г„л (5001) = С%тВ,тгг„л (5001),

Л п Пр1рг.п1п %

СО со

'•< | (1рхрЦ(1р2р22д(ЕГЕг)М3(рхрг1х12; /„//,),

(20)

где

Л.'

/ п,!,

(21)

и 0

причем

М,Ар{Р21]12;^1„1п) =

р

2

[/ с!Ж2К;, (к,, Щ (к,, Е)<РП^ (Е)<Р^ (Я)<Р„А (Я)

№

(22)

а выражение для (Кк'^п^рК.) определяется формулой (17) с

заменой X на 1, . Формулы для ширин поглощения я' -мезона парами ядерных нуклонов с изотопическим спином Т=1 и относительным моментом 1=0 имеют структуру, аналогичную вышеприведенным выражениям для Б- и Р- ширин. В указанных формулах введены коэффициенты

пропорциональности камежду приведенными вероятностями

поглощения п~ - мезона парой нуклонов в ядре и

соответствующими вероятностями для поглощения я' - мезона нарой нуклонов в ядре и соответствующими вероятностями

для поглощения я' - мезона парой нуклонов в пустоте.

С использованием формул для ядерных ширин тг~ -мезоатомных уровней получены выражения для выходов и энергетических спектров быстрых нуклонов, вылетающих из ядра на первой "горячей4 стадии поглощения - мезона, как функции кл. Построены также выражения для мнимых частей оптического потенциала Б- и Р- поглощения пиона через коэффициенты перенормировки кв.

В третьей главе формализм, развитый в главе II, использован для совместного анализа экспериментальных данных по ширинам 15-, 2Р-, 30-, 4Г- уровней п' -мезоатомов в диапазоне 12 < А < 209, выходам протонов с энергиями Ет > 70 Мэв и коррелированных пп- и пр-пар для ряда ядер. Найдены три соотношения между четырьмя коэффициентами перенормировки ка\

+ 0,31^511 = 4,14 ± 0,25, (23)

кР - 0,036^1 = 1,05 ± 0,19, (24)

кт + 0,2Ькзп = 3,04 ± 054, (25)

где коэффициенты к511 характеризуют Б- поглощение в

каналах с изотопическим спином Т—0 и Т—1, соответственно, а коэффициенты кр и крщ - Р- поглощение в каналах с Т=0 иТ=1.

Из этих уравнений видно, что при изменении значений кул в довольно широком интервале 0<АЯ1< 10 параметры ка имеют следующие области значений:

[<кр<\.}\ Ъ<кт < 2\ (]<кш< 4; (26)

Из уравнений (23)-(25) можно также увидеть, что невозможно подобрать область значений , в которой все эти параметры одновременно близки к единице, то-есть существует значительная перенормировка приведенных

вероятностей поглощения п" - мезона парами нуклонов в ядре по сравнению с аналогичными вероятностями поглощения п -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 1тВ0> 1т С0 меняются слабо и согласуются, в пределах ошибок, со значениями 1т В, - 0,043 ±0,002, 1тс0 = 0,076+0,013, найденными в работах [4,5]. С учетом найденных соотношений (23)-(25), проведен анализ экспериментальных данных по поглощению тс~ - мезонов ядрами с я' - мезоатомных орбит. Показано, что значения полных ядерных ширин 1Б-, 2Р-. 30-, 4Р- уровней я' -мезоатомов для широкого круга ядер в диапазоне 12< А <209 остаются практически постоянными при изменении ка в интервалах (26). Продемонстрирована слабая зависимость от ка выходов протонов , нейтронов, а также коррелированных пи- и пр- пар. При этом значения всех рассчитанных величин находятся в разумном согласии с соответствующими экспериментальными значениями. Показано, что значения отношения И остаются в пределах 5 < Я < 9 при изменении значений кУ11 в интервале (К£511<10.

В четвертой главе проанализированы три механизма образования составного ядра при поглощении я' - мезона из .т" -мезоатома. Первый механизм связан с поглощением тс' - мезона с вылетом двух "горячих" нуклонов. Второй механизм определяется поглощением я' - мезона с вылетом одного "горячего" нуклона. Третий механизм связан с поглощением ,т - мезона без вылета "горячих" нуклонов. С учетом указанных механизмов полная ширина поглощения я'- мезона с к, - орбиты

представляется в ввде:

Г _т6в О Гвп I гйй

1 Л,/, - Ч'., + /1 ' , (27)

где ширина соответствует первому механизму

поглощения, 1 - второму. - третьему. При расчете

величины вместо радиальных волновых функций двух

вылетающих нуклонов Я!(к, Я) «пользуются оптические

функцшш К; (к ■> К), учитывающие влияние не только действительной, но и мнимой части оптического потенциала нуклона. Ширина - может быть рассчитана по формуле:

«*':

вп _ рй _ V*6

где при расчете ^ п,!, только одна функция заменяется на функцию Наконец, величина

может быть рассчитана по формуле:

• п п

_ г 1 Гв л. Гвв ~ 1 ~ + 1 пЛ-

(29)

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

где р = вв, вп, пп, 0.- 2 дая р - вп и для двух других

механизмов поглощения, 03 п. I, - сила поглощения, то-есть

доля мезонов, поглощенных с 'К 1К - орбиты п~ - мезоатома, причем

Для всех трех механизмов построены энергетические распределения составных ядер. Используя каскадно-лепарптельную 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 диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Баткин И.С., Иванков Ю.В., Кулапин Л. Г. Ядерные поляризационные поправки к энергиям мезопереходов четно-четных сферических ядер в районе 60< 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-нуклонные 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.т.49. N 5.с. 972-979.

4. Иванков Ю.В., Кадменский С.Г., Ратис Ю.Л. Поглощение медленных л' - мезонов и нуклон-нуклонные 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 ядра. "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 10.В.. Кадменский С.Г. Оболочечная структура ядра

'"С и поглощение медленных л" - мезонов. Тезисы докладов 42 Совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. "Наука", С.-Петербург. 1992. с. 420.

10. Иванков Ю.В., Кадменсыщ С.Г. Механизмы поглощения медленных п~ - мезонов атомными ядрами и их экспериментальное проявление. Известия АН СССР сер. физ 1996.Т.60. N Ц.с. 146-151.

ЛИТЕРАТУРА

1. Chen. M.Y. Nuclear polarization in rnuonic 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. N4. P. U76-1185.

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

4. Ericson M.5 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. Bll. 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 ,т~- atomic terms. J. Phys. G.: Nucl. Phys. 1980. V.6. L.145-L.148.

8. Иванков Ю.В., Кадменский С.Г. Вероятности образования

составных ядер при поглощении медленных - мезонов ядрами. Известия АН СССР сер. физ. 1985.T.49. N 5.с. 972-979.

V/

Заказ450 or22.1f.1996 г. Тир. "fOO экз. Лаборатория оперативной полиграфии ВГУ