к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Высокоспиновые состояния ядер

Высокоспиновые состояния ядер - возбуждённые состояния ядер с большим угл. моментом I. Низшие по энергии состояния ядра с данным I наз. ираст-уровнями. Последовательность ираст-уровней (ираст-состояний) с возрастающими значениями I образует осн. ираст-полосу (рис. 1). При малых I ираст-полоса в деформированных ядрах переходит во вращат. полосу, основанную на осн. состоянии (см. Вращательное движение ядра ).Ираст-область - совокупность высокоспиновых состояний ядер с энергией, несколько большей энергии уровней ираст-полосы. В деформиров. ядрах ираст-область содержит боковые полосы, основанные на одночастичных или колебат. возбуждённых состояниях ядра (см. Оболочечная модель ядра, Колебательные возбуждения ядер). В ираст-области ядро "холодное", т. к. вся энергия идёт на образование угл. момента. У средних и тяжёлых ядер ираст-состояния можно исследовать до I~60, при которых ядро становится неустойчивым относительно деления (см. Деление ядер).

Образование высокоспиновых состояний ядер

Возникают высокоспиновые состояния ядер при многократном кулоновском возбуждении ядер тяжёлыми ионами (до 208Pb) и в ядерных реакциях с тяжёлыми ионами (HI)типа (HI; xn,1119919-255.jpg), z=l,2... . Второй метод начал применяться с 1963, когда Моринага (Morinaga) и П. Гюгелот (P. Gugelot) впервые (1963) использовали реакцию (1119919-256.jpg, 2n) для возбуждения вращат. состояний с I=12.

Реакция (HI; хп, g)проходит в 3 стадии. Вначале образуется составное ядро с I=80 и энергией возбуждения 1119919-257.jpg 200 МэВ (для ионов 40Ar и ядер с A~120). Далее происходит "испарение" нейтронов (или вылет протонов и a-частиц в случае более лёгких ядер с низким кулоновским барьером). Каждый нейтрон уносит в среднем 1119919-258.jpg~1,5. После испарения нейтронов ядро остаётся в возбуждённом состоянии с1119919-259.jpg60 и 1119919-260.jpg30 МэВ. Из этого всё ещё нагретого состояния ядро "разряжается" тремя каскадами 1119919-261.jpg-квантов. Первый статистич. каскад (преим. Е1-переходы, см. Мультиполъное излучение1119919-262.jpg ~10 МэВ переводит ядро в возбуждённые состояния с1119919-263.jpg20 МэВ, 1119919-264.jpg35-40. Далее следуют каскад Е2-переходов внутри боковых полос и конкурирующий с ним каскад El-переходов между уровнями разл. боковых полос. Они переводят ядро в состояния с 1119919-265.jpg20 вблизи ираст-полосы. Далее третий каскад Е2-переходов происходит между состояниями основной и боковых ираст-полос. Время с момента образования составного ядра до момента заселения уровней с 7~20 1119919-266.jpg~10 пс.

Методы исследования. При большой энергии возбуждения плотность уровней вблизи ираст-полосы велика. Поэтому есть огромное число путей 1119919-267.jpg-распада ядра. Заселённость уровней с большими 1119919-268.jpg и I невелика, и 1119919-269.jpg -кванты образуют сплошной спектр. Он имеет максимум при 1119919-270.jpg<2МэВ, соответствующий переходам в ираст-области, и экспоненциально спадающую часть высокоспиновых состояний ядер при больших энергиях. Основная информация о высокоспиновых состояниях ядер с 1119919-271.jpg30 заключена в максимуме с 1119919-272.jpg= 1,5-2,0 МэВ.

Конкуренция Е2- и Е1-переходов в ираст-области приводит к тому, что различные пути распада сходятся в интервале I=20-30 (в зависимости от типа реакции). Поэтому заселённость уровней с меньшими I становится достаточно большой для получения разрешённых линий третьего каскада, образующих дискретный спектр 1119919-273.jpg -квантов. Он позволяет установить энергии уровней в основной и нек-рых боковых ираст-полосах вплоть до I=20-30.

Угл. момент составного ядра ориентирован в плоскости, перпендикулярной падающему пучку ионов, что обеспечивает анизотропию g- излучения (~0,8-0,9 для уровней с I=20-30). Измерение угл. распределения g-квантов позволяет определить мультипольности переходов и I уровней (см. Гамма-излучение).

Для измерения времени жизни высокоспиновых состояний ядер используется Доплера эффект .Ионы 40Ar (и более тяжёлые) выбивают составное ядро из тонкой мишени в вакуум, где его скорость может достигать 0,02с, 1119919-274.jpg-кванты, испущенные этим ядром, испытывают доплеровское смещение, если ядро не успеет попасть в поглотитель, поставленный на пути ядер отдачи. Ядра, попавшие в поглотитель, испустят 1119919-275.jpg-кванты без доплеровского смещения. Измеряя долю последних и передвигая поглотитель (т. е. изменяя время пролёта ядра отдачи), определяют время жизни уровня. Использование ионов тяжелее ядра-мишени увеличивает точность измерения времени жизни высокоспиновых состояний ядер, что позволяет судить об изменении внутр. квадрупольного момента во вращат. полосе.

Макс. угл. момент I0, к-рый можно передать ядру в реакциях с тяжёлыми ионами, ограничен неустойчивостью составного ядра относительно деления. С увеличением I барьер деления В уменьшается и обращается в 0 при I=I0; I0 зависит от А (рис. 2). Выше кривой B=0 ядро теряет угл. момент: правее в процессе деления, левее преим. за счёт испарения нуклонов и 1119919-276.jpg-частиц. Ниже кривой B=0 I уменьшается в процессе испарения нейтронов и излучения 1119919-277.jpg-квантов. Сказанное справедливо для ядра в ираст-состояниях. В реакции с тяжёлыми ионами ядро с большим I образуется в "нагретом" состоянии, из к-рого деление может идти даже при В>0. В этом случае I0 определяется по кривой В=8 МэВ.

1119919-278.jpg

Рис. 2. Зависимость максимального углового момента I0 ядер от их массового числа в капельной модели ядра.

Изучение уровней ядра в ираст-области (ираст-спектроскопия) установило, что плотность уровней в области I~20 и 1119919-279.jpg5 МэВ порядка одночастичной плотности уровней вблизи основного состояния ядра (для той же энергии плотность уровней с малыми I в 104 раз больше). Это делает доступным измерение энергий и мультипольностей 1119919-280.jpg-переходов, гиромагнитных отношений ядра и т. п.

Угловой момент высокоспиновых состояний ядер обусловлен коллективным вращением ядра 1119919-281.jpg (J - момент инерции ядра, 1119919-282.jpg - частота вращения) и орбитальным движением нуклонов, угл. момент к-рых 1119919-283.jpgориентируется вдоль оси вращения ядра под действием силы Кориолиса:

1119919-284.jpg

В соответствии с этим в ядре различают 2 момента инерции: кинематический

1119919-285.jpg

и динамический

1119919-286.jpg

(1119919-287.jpg аналогичны кинематич. и динамич. эффективным массам электрона, движущегося в кристаллич. решётке). Если энергия вращения 1119919-288.jpg~I2, то 1119919-289.jpg Если же часть I обусловлена орбитальным движением нуклонов, то энергия вращения 1119919-290.jpg. В этом случае:

1119919-291.jpg

Второе слагаемое в (1) связано с квазичастичными возбуждениями во вращающемся ядре. Сила Кориолиса стремится ориентировать угл. моменты 1119919-292.jpg нуклонов вдоль оси вращения, причём уменьшение энергии связи (корреляции) пары нуклонов компенсируется увеличением энергии кориолисова взаимодействия. Частота вращения ядра определяется соотношением:

1119919-293.jpg

где 1119919-294.jpg - энергия вращения для момента 7, 1119919-295.jpg(I-2) - для (I-2).


Ираст-изомеры. Неколлективные высокоспиновые состояния ядер называются ираст-изомерами из-за их большого времени жизни (см. Изомерия ядерная). Они открыты в 1977. Коллективное вращение в ираст-изомерах полностью отсутствует, и весь угл. момент образован выстроенными в одном направлении угл. моментами j нуклонов. Они наблюдаются в сферич. ядрах с числом нейтронов N или протонов Z, несколько превышающим магич. числа (50, 82, 126). Именно в этих ядрах имеются нуклонные орбиты с большими угл. моментами, с участием к-рых образуются одночастичные возбуждения с выстроенным угл. моментом. Так, в нейтронно-дефицитных ядрах редко земельных элементов с 1119919-296.jpg1119919-297.jpg, 1119919-298.jpg в образовании ираст-изомеров участвуют подоболочки1119919-299.jpg 1119919-300.jpg для нейтронов и1119919-301.jpg для протонов.

Ираст-изомеры изучались с помощью измерения дискретного 1119919-302.jpg-спектра. В сферич. ядрах из-за отсутствия интенсивных Е2-переходов в ираст-области Е1-переходы эффективно "охлаждают" составное ядро в направлении ираст-полосы и заселяют ее уровни при I~40. Это позволяет наблюдать дискретные1119919-303.jpg-линии для более высоких I, чем в деформированных ядрах.

Энергии переходов между уровнями ираст-изомеров группируются в области 1119919-304.jpg~ 7001119919-305.jpg 200 кэВ. Время жизни ираст-изомеров изменяется в пределах от неск. до 500 нс. Эти факты подтверждают одночастичную природу ираст-изомеров и объясняются особенностями оболочечнои структуры ядра. В ср. энергия ираст-изомеров 1119919-306.jpg (1119919-307.jpg- энергии одночастичных возбуждении) пропорц. I2, т. к. из-за принципа Паули 1119919-308.jpg зависит от числа одночастичных возбуждений квадратично, а I - линейно. Коэф. пропорциональности в зависимости 1119919-309.jpg~I2 на 10 - 15% превышает момент инерции твердой сферы, имеющей размеры ядра. Поэтому с точностью до оболочечных флуктуации (~cотен кэВ) энергии ираст-изомеров описываются той же ф-лой, что и энергия вращения деформированного ядра:

1119919-310.jpg

Так, для деформированного ядра 152Dy1119919-311.jpg=71 МэВ-1, а для сферич. 154Er1119919-312.jpg=70 МэВ-1 (рис. 3). Однако приближенная зависимость (6) связана не с вращением ядра, а со свойством системы фермионов.

Измерение квадрупольных моментов и гиромагн. отношений ираст-изомеров позволяет установить их многочастичную конфигурацию. Квадрупольный момент, растущий с увеличением I, отвечает параметру деформации 1119919-313.jpg= 0,1-0,2 (см. Деформированные ядра ).Возможно, что ядро в этом случае имеет сплюснутую форму с осью симметрии в направлении выстраивания угл. момента, к-рая получается в результате выстраивания одночастичных орбит.

1119919-317.jpg

Рис. 3. Ираст-состояния сферического и деформированного ядра. Цифры указывают время жизни уровня.

Mн. ядра имеют ираст-уровни, занимающие промежуточное положение между неколлективными и чисто вращат. состояниями. Пример - ядро 158Er, у к-рого вклад одночастичного движения в ираст-состояние с 1119919-314.jpg =40+ составляет 50%. При больших I и1119919-315.jpg в ираст-области сферических и деформированных ядер не обнаружено изомерных состояний с временами жизни 1119919-316.jpg нс. Это указывает на неаксиальную форму ядра в ираст-состояниях при I>40.

Литература по высокоспиновым состояниям ядер

  1. Павличенков И. M, Аномалии вращательных спектров деформированных атомных ядер, "УФН", 1981, т. 133, с. 193. И M. Павличенков.

    к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

    Знаете ли Вы, что, как ни тужатся релятивисты, CMB (космическое микроволновое излучение) - прямое доказательство существования эфира, системы абсолютного отсчета в космосе, и, следовательно, опровержение Пуанкаре-эйнштейновского релятивизма, утверждающего, что все ИСО равноправны, а эфира нет. Это фоновое излучение пространства имеет свою абсолютную систему отсчета, а значит никакого релятивизма быть не может. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

    НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
    Рыцари теории эфира
     26.05.2020 - 11:33: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
    26.05.2020 - 11:32: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
    26.05.2020 - 11:28: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
    26.05.2020 - 11:22: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Галины Царёвой - Карим_Хайдаров.
    26.05.2020 - 08:43: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
    25.05.2020 - 19:41: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> ПРОБЛЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА - Карим_Хайдаров.
    25.05.2020 - 18:29: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
    25.05.2020 - 18:27: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
    25.05.2020 - 17:05: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
    25.05.2020 - 04:07: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Николаевича Боглаева - Карим_Хайдаров.
    24.05.2020 - 13:09: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
    23.05.2020 - 13:18: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
    Bourabai Research Institution home page

    Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution