Ядра вблизи границы нейтронной стабильности: структура ядра 11 Li тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

Российский научный центр "Курчатовский институт" •

На правах рукописи УДК 539.14

ФЕДОРОВ Дмитрий Владимирович

ЯДРА ВБЛИЗИ ГРАНИЦЫ НЕЙТРОННОЙ СТАБИЛЬНОСТИ: СТРУКТУРА ЯДРА 111л

01.04.16 — физика атомного ядра и элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва — 1992

Работа выполнена в РНЦ 'Курчатовский институт1

Научный руководитель: доктор Физико-иатематичесш наук,

профессор Д.П.Гречухкн

Официальные оппоненты; доктор »изико-иатешичесш наук,

профессор Л.Д.Блсхмнцее;

доктор Физико-математических наук И.Н.Мшстин

Еедувая организация: Лаборатория Теоретической Физики

Объединенного Института Ядерных Исследований, Дубна

¿аша состоится /О 1532г. в /Г часов на заседа

Специализированного Совета при РНЦ 'Курчатовский институт' по яд ной физик? я Физике твердого тела (Д 034.04.02) по адресу; Нос 123162, пг.. Курчатова.

С диссертацией иожно ознакомиться в библиотеке РНЦ. Автореферат разослан 1 о/ * 03 1392г.

Ученый секретарь совета, кандидат шико-иатематичесш наук

Я.Д.Скорохват

ОЕЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность гены. Последние несколько лет легкие радиоактивные ронно-избыточные ядра (бНе, ^Ве, ^В), находящиеся н*

ице нейтронной стабильности, являются предметом повышенного реса в связи с появивяейся возможностью изучать свойства этих с помочью установок, испольэхкцих вторичные пучки. Эти ядра рушают весьма специфические свойства, не наблюдаемые у обычных вблизи линии стабильности:

льиой радиус, существенно выходящий за рамки А^З систематики; номально малая энергия связи по сравнению с изотопами с меныим ом нейтронов;

а порядок болыее, чей у обычных ядер, сечение электромагнитной оциации.

тсутствие ядерно-стабильных изотопов с числом нейтронов, на еди-меныин чем у рассматриваемых лдер, - на границе стабильности • шается только пара, а не один нейтрон; ейтронное гало (плотность нейтронов простирается существенно >е плотности протонов).

Наличие этих свойств означает, что по сравнению с обычными яд-вблизи линии стабильности нейтронноизбыточные ядра во многих >ениях представляют собой качественно отличные многонуклонные эмы, имеющие другие важные степени свободы. Корреляции хеш зонами в нейтронной гало являются весьма существенными. Таким зон, примененимость предположения традиционной модели оболочек метода Хартри-Фока о наличии среднего поля, в котором двигаются нуклоны, становится проблематичной вблизи границы нейтронной мьности. Это. означает необходимость выхода за приближений 1его поля и включения дополнительных корреляций или использова-трехчастинного (кор плюс пара валентных нейтронов! подхода для 1нных ядер.

Ядро ПЦ является одним из наиболее изученных экспериментально ¡тавителей легких нейтронно-иэбыточных ядер. Теоретическому ис-

следованию этого ядра в рамках модели трех тел и посвящена настс диссертация.

Научная новизна. В диссертации пол/чены следующие принципиал новые; результаты: - - Исследовано основное состояние Ну в рамках модели трех тел пенно строгин методой К-гармоник. Вычислены анергия связи, волн функция, инклюзивные и корреляционные распределения частиц в к динатном и импульсном представлениях. * Развита Феноменологическая модель, позволяющая строить в я аналитическом виде волновые функции системы трех тел, корректно тываюцие трехчастичную динамику. Применение модели к другоку, хс изученному, нейтронно-избьггочному ядру 6Це (имеющему много с свойств с 111Л) показало, что модель корою согласуется с су« вукщими экспериментальными и теоретическими данными по этому ядру

- В ранках развитой модели исследованы несколько возммных кс гураций основного состояния Пц (соответствующих различным пс

ч циалам в канале 9Ц-п), согласующихся с существующими (инклюзивь экспериментальными данными. Показано, что инклюзивные наблюда слабо чувствительны к деталям структуры основного состояния 1 Вычислены корреляционные распределения, которые обнаруживают сг Фические корреляции частиц в нейтронной гало.

- Изучено влияние механизма реакции на импульсные распреде; частиц при фрагментации легких нейтронноиэбыточных ядер при выс энергиях. Показано, что взаимодействие в конечном состоянии, в з синости от потенциала взаимодействия, оказывает существенное ель на импульсные распределения.

- Предложен механизм, позволяющий объяснить имеющуюся совокш экспериментальных данных по фрагментации И1Л как при низких, 1 при высоких энергиях. .

Практическая значимость работы. Результаты диссертации I быть применены при планировании и обработке результатов эка

¿ильности необходимо учитывать взаимодействие ♦р'агментов в конеч-состоянии.

Инклюзивные импульсные, распределения тяжелого ко'ра слабо зависят взаимодействия в конечном состояниии и приёлихенно соответствуют ульсным распределениям кора в основном состоянии ♦рагнентирукщего i.

Угловые корреляции частиц в реакциях типа (6Li,d^He), l^Li.t^He), М,d^Hе) позволяют определить механизм этих реакций.

ава 5. О В03Н0ХН0К ВЛИЯНИИ НИЗКОЛЕХАЦИХ ТРЕХЧАСТИЧНЫХ РЕЗОНАНСОВ В ЯДРАХ бНе И liLi НА ИМПУЛЬСНЫЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦ ИЗ РЕАКЦИЙ

ФРАГМЕНТАЦИИ ЭТИХ ЯДЕР. Последние эксперименты (Ganil, Berkeley, Michigan) по импульс- _ распределениям 9Li и нейтронов в реакции ♦рагнентации liLi пока-ают, что экспериментальные распределения при низких энергиях яв-тся более узкими, чем при высоких энергиях й не могут быть согла-анно описаны в рамках предполохения, что механизм реакции слабо яет на импульсные распределения, определяемые, в основном, струк-ой основного состояния ♦рагкеитирующего ядра. Другая, пока не ясненная, черта данных при низких энергиях - независимость «ирины пределений от заряда нивени.

В настоящей главе эти распределения вычислены в допудении, что i низких энергиях спественная часть сечения реакции «рагнентации словлена возбушниен и последующим распадом предполагаемого 1Колещего трехчастичного резонанса в ядре Ubi. Такой механизм !ныаег «азо^ый объем, доступный продуктам «рагнентации, приводя к iee узким распределениям. Этот механизм объясняет такхе независи-;ть зирины распределений от заряда нивени, поскольку в нем аирина оделяется, в основном, лолошие» резонанса. - - >

Предлиен эксперимент по проверке предлагаемой гипотезы с ядро* >, для которого такой кизкопещий резонанс'известен.

о низшежащек трехчастичнок резонансе позволяет саносогг

о объяснить совокупность существующих экспериментальных дань инклюзивным импульсным распределениям частиц в реакции фрагмент ли Uli при различных энергиях.

. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Исследовано основное состояние ядра Uli в ранках микроск пического трехчастичного подхода методом К-гарноиик с одним из во мохных наборов парных потенциалов. Результаты расчетов согласуются существующими экспериментальными данными для ИЫ (энергия связ среднеквадратичный радиус и импульсные распределения 9ц в реакц Фрагментации ЩН, что указывает на обоснованность применения тре: частичной новели к Uli.

2. Предлохена феноменологическая трехчастичная модель, позвол) ющая строить в явном аналитическом виде волновые функции, коррекп учитывающие трехчастичную Динамику системы. Модель удобна для оцеж структуры легких ядер вблизи границы нейтронной стабильности, aj которых потенциалы в парных подсистемах неизвестны. Модель апробирс вана на хорою изученном экспериментально и теоретически ядре &Не.

3. б райках предложенной модели" изучены несколько возмохнь волновых функций основного состояния И[Л, соответствующих различнь типам потенциалов в канале 9li-n. Каждая волновая функция олисывае среднеквадратичный радиус и инклюзивные импульсные распределения

Ь реакции Фрагментации 1ЦЛ. Показано, что рассмотренные волновь функции дают сходные инклюзивные, но качественно различные корреля ционныенаблюдаемые. Следовательно именно в корреляционных эхспери центах можно определить структуру Uli,

4. Рассмотрен процесс 'фрагментации illi при высоких энергиях модели VBP; обобщенной для трехчасшного налетающего ядра. Оценен связь ' между импульсными распределениями вылетающих 9[Л и нейтрона волновой функцией основного состояния Щь Показано, что в случае

гда потенциал в канале 9ц-п не дает низколещего виртуального овня, Форма импульсных распределений Фрагментов близка к квадрату' 1дуля волновой функции основного состояния в импульсном пред-авлении (Модель Сербера!. В случае низколеищего виртуального овня взаимодействие нему 9ц и нейтроном в конечной состоянии азывает сильное влияние ка инклюзивное импульсное распределение йтрона и корреляционные распределения (но гораздо более слабое на клюзивное импульсное распределение 9ц),

5. На примере реакций (6Li,d4He>, (7Ц,^Не), Í^Ne.d^He) пока-* но, что корреляционные распределения частиц могут служить указа-лем механизма реакции (прямой процесс или составное ядро].

6. Рассчитаны распределения частиц в реакции Фрагментации Иц предполмении, что при низких энергиях существенная часть сечения

акции фрагментации обусловлена возбущдением и последующим распадом зколещего трехчастичного резонанса. Показано, что гипотеза о-зколехацен трехчастичном резонансе позволяет самосогласованно ьяснить совокупность существующих экспериментальных данных поин-юзивнын импульсным распределениям частиц в реакции Фрагментации Li при различных энергиях. Предлош эксперимент по проверке пред- -гаеной гипотезы с ядром бНе, для которого такой резонанс известен.

новные результаты диссертации опубликованы в.следующих работах:

1. Д.П.Гречухин, Д.В.Федоров. К вопросу об идентификации ханизна реакции путем измерения угловых корреляций - ЯФ, 1990, 51, вып. 2, с. 353-358} препринт Ш-4781/2.

2. Н.БЛуков, Д.В.Федоров. Импульсные распределения нейтронов и ьфа-частицы в ядре ЭДе 8 ранках кластерной оболочечной модели - . , 1991, т.53, вып. 2, с.351-357. - " ¡ '

3. H.'V.Zhuko», D.V.Fedorov, B.V.Danilin, J.S.Vaagen, J.H.Bang. simplified three-body model for Мц and associated 9ц and neut-

n momentum distributions - Nucl. Phys. A, 1991, v.529, p.53-67. ,

il

4. tt.V.Zhukov, D.V.Fedorov, B.V.Danilin, J.S.Vaagen, J.H.Bar Sei and neutron BomentuB distributions in ULi in a siœplifi three-body model - Phys. Rev. C, 1991,v.44, n.l, p.R12-R14.

5. - H.V.Zhukov, B.V.Danilin, D.V.Fedorov, J.S.Vaage F.A.Gareev, J.H.Bang. Calculation of ^Li in the framework of three-body model with siaple central potentials - Phys. Lett. 1991, v.265, p.19-22.

. 6. H.V.Zhukov, D.V.Fedorov, B.V.Danilin, J.S.Vaagen, J.H.Ban Neutron halo structure, 9Li-neutron and neutron-neutron moment Correlations in ilLi - Much Phys. A, 1992, v.539, p.177-188.

7. J.H.Bang, l.J.Thoapson, B.V.Danilin,; M.V.Zhuko D.V.Fedorov, F.A.Gareev, J.S.Vaagen. Recent progress with.three-bo calculations for IlLi - Proceedings of the Second Internation .Conference on Radioactive Kucleat Beans held at Louvain-la-Neuv èelgiua, 19-21 August 1991, p.161-166. ■ 8. H.V.Zhukov, B.V.Danilin, D.V.Fedorov, J.H.Bang, J.S.Vaage {.J.Thoipson. Model calculations of neutron halo structure a particle noiientuiD distributions in Hli - Proceedings of tlie Seco International Conference on Radioactive Nuclear Beans held , touvain-la-Neuve, Belgiun, ,19-21 August 1991, p.167-172.

. 9, H.V.Zhukov, D.V.Fedorov, B.V.Danilin, A.A.Korsheninniko l.V.Chulkov, J.S.Vaagen, J.H.Bang, l.J.Thoapson. State of the a; three-body-aodel 6He calculations. 11, Density and . œooenti distributions. Method for rapid estisates - Proceedings of tl Second International Conference on Radioactive Jluclear Beans held i louvain-la-Neuve, Belgiua,.19-21 August 1991, p.191-196.

10.; H.V.Zhukov, B.V.Danilin, A.A.Korsheninnikov, D.V.Fedoroi l.V.Chulkov, J.S.Vaagen, J.H.Bang. Neutron halo structure ai particle Boaentua distributions in ^He and lUi nuclei - Praceedinj of International SyaposiuB ; on Structure . and Reactions of Unstabi Nuclei, Niigata, Japan, 17-19 June 1991, p. 158-166. ,

is

11. fl.V.Zhukov,' D.V.Fedorov, B.V.Danifin, J.S.Vaagen, J.«.Bang, gerprints of possible low-lying resonance in HU " preprint DITA 92/29-N

12. D.V.Fedorov, M.V.Zhukow, J.S.Vaagen, J.H.Bang. Effects of ak-up scenario on soaentua distributions of particles froa llLi gaer.tation - preprint ¡iCRDITA 92/36-N (1992).

Теоютеский ркзахгор Н.Й. Егоров» Поляясияо * пит 16.0'? .32. Форнет 60iS4/16 Учил. л. 0,7. Тираж 92. Заказ 151

Отпечтяо а РГО1 .ДСурчггаяский институт"