КУЛОНОВСКОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ ЯДРА

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

2539-88.jpg

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

2539-89.jpg

где Z1, Z2 - ат. номера налетающей частицы и ядра мишени, 2539-90.jpg, 2539-91.jpg - скорости налетающей частицы до и после столкновения, т 0 - приведённая масса сталкивающихся частиц; fEL(2539-92.jpg) - ф-ция безразмерных параметров 2539-93.jpg и 2539-94.jpg:

2539-95.jpg

Величина 2539-96.jpg характеризует возможность квази-классич. описания движения ядер. Оно возможно для достаточно больших значений 2539-97.jpg. В большинстве случаев 2539-98.jpg; но уже при 2539-99.jpg=5 ошибка в значении fE2, вычисленного квазиклассически, 2539-100.jpg2%. Ф-ция fE резко зависит от 2539-101.jpg -при изменении 2539-102.jpg от 0 до 1,5 величина fE2 уменьшается 2539-103.jpg в 103 раз [1]. Если энергия возбуждённого уровня 2539-104.jpg много меньше энергии 2539-105.jpg, передаваемой при столкновении, то выражение для 2539-106.jpgприобретает вид

2539-107.jpg

Сечение 2539-108.jpg (EL )уменьшается примерно на 2 порядка при увеличении L на 1. Эксперим. значения В (EL )для 2539-109.jpg <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 (2539-110.jpg/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 2539-111.jpg -квантов, испускаемых возбуждённым ядром. Реже, в случав возбуждения тяжёлых ядер и малых 2539-112.jpg, вместо 2539-113.jpg -квантов детектировались конверсионные электроны (см. Конверсия внутренняя). В случае g-квантов применяются толстые мишени и полупроводниковые детекторы[напр., Ge (Li)], обладающие высокими эффективностью регистрации 2539-114.jpg -квантов и энергетич. разрешением.

Использование тяжёлых налетающих ионов [3, 4] даёт возможность изучить К. в. я., уровни к-рых характеризуются большими 2539-115.jpg 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 2539-116.jpg -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 2539-117.jpg, где 2539-118.jpg - отношение интенсивностей E2-перехода и магн. M1-перехода). Зная 2539-119.jpg 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 2539-120.jpg -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+ (2539-121.jpg, где I - полный угловой момент,2539-122.jpg - 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 2539-123.jpg -перехода и связанного с ним статич. квадрупольного момента ядра Q(2+ [8].

Вероятность К. в. я. с помощью тяжёлых, ускоренных до большой энергии (2539-124.jpg5 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, 2539-125.jpg1, 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].

Лит.: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; И) Васkе 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.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

См. также в других словарях:

  • КУЛОНОВСКОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ ЯДРА — переход ат. ядра из невозбуждённого (основного) состояния в возбуждённое в результате электромагнитного взаимодействия с налетающей заряж. ч цей. К. в. я. наблюдается при бомбардировке ядер ускоренными эл нами, протонами, дейтронами, a частицами… …   Физическая энциклопедия

  • Кулоновское возбуждение ядра —         переход атомного ядра из невозбуждённого (основного) состояния в возбуждённое в результате электростатического взаимодействия с налетающей заряженной частицей (электростатическое взаимодействие описывается Кулона законом). Наблюдается при …   Большая советская энциклопедия

  • ДЕФОРМИРОВАННЫЕ ЯДРА — атомные ядра, форма к рых в основном состоянии отличается от сферической. Они имеют аномально большие электрич. квадрупольные моменты Q в 30 раз больше предсказываемых одночастичной оболочечной моделью ядра. Д. я. были открыты в 1949 в результате …   Физическая энциклопедия

  • ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЯДРА — коллективное движение нуклонов в ядре, связанное с изменением ориентации ядра в пространстве. В. д. я. обусловлено несферичностью его равновесной формы (см. Деформированные ядра). В. д. я., предсказанное О. Бором (A. Bohr) и Б. Моттельсоном (В. R …   Физическая энциклопедия

  • Ядерные реакции —         превращения атомных ядер при взаимодействии с элементарными частицами, γ квантами или друг с другом. Для осуществления Я. р. необходимо сближение частиц (двух ядер, ядра и нуклона и т. д.) на расстояние Ядерные реакции 10 13 см. Энергия… …   Большая советская энциклопедия

  • Струтинский, Вилен Митрофанович — Эта страница требует существенной переработки. Возможно, её необходимо викифицировать, дополнить или переписать. Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К улучшению/26 августа 2012. Дата постановки к улучшению 26 августа 2012. В… …   Википедия

  • ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ — превращения ат. ядер при вз ствии с ч цами, в т. ч. с g квантами или друг с другом. Для осуществления Я. р. необходимо сближение ч ц (двух ядер, ядра и нуклона и т. д.) на расстояние 10 13 см. Энергия налетающих положительно заряж. ч ц должна… …   Физическая энциклопедия

  • МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ — (гамма резонансная спектроскопия), основана на явлении излучения и резонансного поглощения g квантов атомными ядрами в твердых телах без потери части энергии на отдачу ядра. При этом внутр. энергия решетки твердого тела не изменяется (не… …   Химическая энциклопедия

  • ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА — раздел физики, изучающий структуру и свойства твердых тел. Научные данные о микроструктуре твердых веществ и о физических и химических свойствах составляющих их атомов необходимы для разработки новых материалов и технических устройств. Физика… …   Энциклопедия Кольера

  • КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ МНОГИХ ЧАСТИЦ — раздел квант. теории, посвящённый изучению систем, состоящих из трёх и большего числа ч ц. В квант. механике система из N ч ц описывается при помощи волн. ф ции, зависящей как от координат всех ч ц, так и от всех др. величин, необходимых для… …   Физическая энциклопедия

Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»