Кулоновское возбуждение ядра. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

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; f_EL() - 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 f_E₂, вычисленного квазиклассически, 2%. функция f_E резко зависит от -при изменении от 0 до 1,5 величина f_E2 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 кулоновскому возбуждению ядра

Альдер К. и др.. Изучение структуры ядра при кулоновском возбуждении ионами, в кн.: Деформация атомных ядер, пер. с англ., М., 1958, с. 9;
Diamond К. М., Е2 static moments and Е2, Е4 transition moments by Coulomb excitation, "J. Phys. Soc. Jap.", 1973, v. 34,Suppl., p. 118;
Гринберг А. П., Лемберг И. X., О кулоновском возбуждении ядер тяжелыми ионами, "ЖЭТФ", 1956, т. 30, с. 807;
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;
Андреев Д. С., Ерохина К. И., Лемберг И. X., Кулоновское возбуждение ядра Ne²¹, там же, 1960, т. 24, с. 1478;
Лемберг И. X., Пастернак А. А., Аттенюация допплеровского смещения энергии a-лучей, там же, 1974, т. 38, с. 1600;
Гангрский Ю. П., Лемберг И. X., Кулоновское возбуждение вторых уровней четно-четных ядер, там же, 1962, т. 26, с. 1001;
De Boer J., Eichler J., The reorientation effect, "Adv. Nucl. Phys.", 1968, v. 1, p. 1;
Оwеr Н. и др., Structure of highspin states in ²³²Th, ²³⁴U and ²³⁶U, "Nucl. Phys.", 1982, v. A 388, p. 421;
Winther A.,de Boer J., A computer program for multiple Coulomb excitation, в кн.: Coulomb excitation, N. Y. -L., 1966, p. 303;
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

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира 10.11.2021 - 12:37: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от д.м.н. Александра Алексеевича Редько - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:35: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вадима Глогера, США - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> Волновая генетика Петра Гаряева, 5G-контроль и управление - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:16: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Екатерины Коваленко - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вильгельма Варкентина - Карим_Хайдаров.