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

Книги

  • Механизмы возбуждения ядра, И. Айзенберг, В. Грайнер. Книга является вторым томом трехтомной монографии, посвященной современной теории структуры ядра. Авторы исходят из основных принципов теоретической физики, чтопридает изложению стройность и… Подробнее  Купить за 264 руб