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  

Кулоновское возбуждение ядра
Кулоновское возбуждение ядра - возбуждение сталкивающихся ядер, вызываемое эл--магн. взаимодействием между ними. К. в. я. осуществляется даже при больших (относительно размеров ядра) расстояниях между ядрами. Сечение К. в. я. путём электрич. перехода с мультипольностью L, вычисленное в квазиклассическом приближении в 1-м порядке теории возмущений, т. с. в предположении, что это сечение много меньше сечения резерфордовского рассеяния, имеет вид

Здесь В (EL) - приведённая вероятность электрического EL-перехода из осн. состояния (i) ядра в возбуждённое (F); 2а - наим. расстояние при лобовом столкновении частиц:

где Z1,  Z2 - ат. номера налетающей частицы и ядра мишени, , - скорости налетающей частицы до и после столкновения, т0 - приведённая масса сталкивающихся частиц; fEL() - функция безразмерных параметров и :

Величина характеризует возможность квази-классич. описания движения ядер. Оно возможно для достаточно больших значений . В большинстве случаев ; но уже при =5 ошибка в значении fE2, вычисленного квазиклассически, 2%. функция fE резко зависит от -при изменении от 0 до 1,5 величина fE2 уменьшается в 103 раз [1]. Если энергия возбуждённого уровня много меньше энергии , передаваемой при столкновении, то выражение дляприобретает вид

Сечение (EL)уменьшается примерно на 2 порядка при увеличении L на 1. Эксперим. значения В (EL)для <3 МэВ меньше теоретических в 103-106 раз. Поэтому К. в. я. путём дипольных переходов на опыте не наблюдалось. Измеренные В (Е2)больше теоретической (одночастичной) оценки, что указывает на коллективные возбуждения ядра. Измерения В (Е3)и В (E4) показали, что иногда они также на 2 порядка больше теоретических [2]. Для магн. переходов сечения К. в. я. в (/с)2 раз меньше сечений электрич. переходов той же мультипольности (на опыте не наблюдались).

Сечения К. в. я. измеряются регистрацией неупруго рассеянных бомбардирующих частиц или -квантов, испускаемых возбуждённым ядром. Реже, в случав возбуждения тяжёлых ядер и малых , вместо-квантов детектировались конверсионные электроны (см. Конверсия внутренняя ).В случае g-квантов применяются толстые мишени и полупроводниковые детекторы [напр., Ge (Li)], обладающие высокими эффективностью регистрации -квантов и энергетич. разрешением.

Использование тяжёлых налетающих ионов [3, 4] даёт возможность изучить К. в. я., уровни к-рых характеризуются большими или малыми B(Е2), а также лёгкие ядра [5]. В нек-рых случаях возбуждаются уровни ядер самих бомбардирующих тяжёлых ионов, напр. первые возбуждённые состояния ионов 20Ne, 21Ne и 22Ne. Правильная интерпретация экспериментов с тяжёлыми ионами, основанная на применении ур-ния (1), возможна, если вероятность К. в. я. (пропорциональная Z12) остаётся достаточно малой.

Изучение углового распределения и поляризации -лучей, испускаемых при К. в. я., даёт сведения о спинах и чётности состояний, характере и коэф. смеси испускаемого излучения в случае смешанного перехода (определяются величина и знак , где - отношение интенсивностей E2-перехода и магн. M1-перехода). Зная и В (Е2), можно получить значения В (M1)для смешанных переходов. Др. возможность определения В (M1)заключается в измерении полного времени жизни состояний (напр., по измерению ослабления доплеровского смещения -излучения [6]).

При больших значениях вероятности К. в. я. возможны дву- и многократные процессы возбуждения. Учёт 2-го порядка в теории возмущений позволил оценить вероятность возбуждения триплетных состояний 0+, 2+ и 4+ (, где I - полный угловой момент, - чётность ),связанных с двухфононным возбуждением в четно-чётных ядрах [7], и уточнить вероятность возбуждения 2+-состояния. При этом наряду с прямым возбуждением учитывается и двухступенное, т. е. переход из осн. состояния ядра в один из т магн. подуровней уровня 2+ и последующий переход его в др. подуровень. Измерения вероятности возбуждения состояния 2+ позволяют наряду с В (Е2) определить знак и величину матричного элемента -перехода и связанного с ним статич. квадрупольного момента ядра Q (2+ [8].

Вероятность К. в. я. с помощью тяжёлых, ускоренных до большой энергии (5 МэВ) частиц резко растёт с их энергией Z1, и создаются условия для осуществления многократного кулоновского возбуждения высокоспиновых состояний ядер. Если вероятности возбуждения, вычисленные в 1-м порядке теории возмущений, 1, то квазиклассич. теория неприменима [10]. Методом многократного К. в. я. удалось возбудить высокоспиновые состояния в ряде ядер и определить энергии состояний и значения В (Е2)для переходов между высокоспиновыми состояниями; в частности, в 235U возбуждено состояние со спином I=30 [9, 10]. Пример многократного К. в. я.- кулоновское деление ядра 238U при столкновении с ядрами 184W, ускоренными до 5- 5,5 МэВ/пуклон [11].

Литература по 

1. Альдер К. и др.. Изучение структуры ядра при кулоновском возбуждении ионами, в кн.: Деформация атомных ядер, пер. с англ., М., 1958, с. 9; 
2. Diamond К. М., Е2 static moments and Е2, Е4 transition moments by Coulomb excitation, "J. Phys. Soc. Jap.", 1973, v. 34,Suppl., p. 118; 
3. Гринберг А. П., Лемберг И. X., О кулоновском возбуждении ядер тяжелыми ионами, "ЖЭТФ", 1956, т. 30, с. 807; 
4. Андреев Д. С. и др., Исследование кулоновского возбуждения ядерных уровней при помощи ускоренных многозарядных ионов, "Изв. АН СССР. Сер. физич.", 1961, т. 25, с. 832; 
5. Андреев Д. С., Ерохина К. И., Лемберг И. X., Кулоновское возбуждение ядра Ne21, там же, 1960, т. 24, с. 1478; 
6. Лемберг И. X., Пастернак А. А., Аттенюация допплеровского смещения энергии a-лучей, там же, 1974, т. 38, с. 1600; 
7. Гангрский Ю. П., Лемберг И. X., Кулоновское возбуждение вторых уровней четно-четных ядер, там же, 1962, т. 26, с. 1001; 
8. De Boer J., Eichler J., The reorientation effect, "Adv. Nucl. Phys.", 1968, v. 1, p. 1; 
9. Оwеr Н. и др., Structure of highspin states in 232Th, 234U and 236U, "Nucl. Phys.", 1982, v. A 388, p. 421; 
10. Winther A.,de Boer J., A computer program for multiple Coulomb excitation, в кн.: Coulomb excitation, N. Y. -L., 1966, p. 303; 
11. Васке Н. и др., Direct observation of Coulomb fission of 238U with 184W projectiles, "Phys. Rev. Lett.", 1979, v. 43, p. 1077. 

А. П. Гринберг, И. Х. Лемберг.

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