= ЯДРА ^^
О ВЫСВЕЧИВАНИИ М1 -ПЕРЕХОДАМИ ФОНОННЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ НЕСФЕРИЧЕСКИХ ЧЕТНО-ЧЕТНЫХ ЯДЕР
© 2007 г. А. М. Демидов, Л. И. Говор, В. А. Куркин, И. В. Михайлов
Российский научный центр "Курчатовский институт", Москва Поступила в редакцию 20.10.2005 г.; после доработки 24.05.2006 г.
Рассмотрены причины нарушения постоянства знаков параметра смеси М1- и Е2-мультиполей при высвечивании уровней в- и 7-ротационных полос на уровни ротационной полосы основного состояния несферических четно-четных ядер с N = 90—114.
PACS: 23.20.Gq, 23.20.Lv, 25.40.Fq, 27.70^
1. ВВЕДЕНИЕ
В настоящей работе в основу анализа экспериментальных результатов положены знак параметра смеси Е2- и М 1-радиации 6 = д/Е2/М1 и двухквазичастично-фононная модель. Анализируются 7-переходы с первых Кп = 0+ и Кп = = 2+ однофононных состояний, для которых экспериментальные данные в настоящее время наиболее полны и имеются теоретические расчеты структуры волновых функций. В несферических ядрах первые состояния с Кп = 2+, как правило, являются 7-вибрационными, в то время как в ядрах с N = 90—114 при энергиях 1—2 МэВ наблюдаются несколько однофононных уровней с Кп = 0+, которым всем можно приписать термин "в-вибрационные" или присвоить этот термин наиболее коллективному из них (последний не всегда оказывается самым нижним). Для нас существенно то, что каждый из этих уровней трактуется как суперпозиция двухквазичастичных нейтронных и протонных состояний. Поскольку сформулированные нами правила высвечивания уровней не зависят от степени коллективности последних, то мы сохраняем в настоящей работе термин "в-вибрационные" для первых Кп = = 0+-состояний во всех рассматриваемых конкретных ядрах.
В ядрах с N = 90—114 квадрупольные моменты, определяющие вероятность Е2-переходов с уровней в- и 7-ротационных полос на уровни ротационной полосы основного состояния, имеют положительный знак (эти ядра вытянуты вдоль оси симметрии), поэтому знак параметра 6 будет определяться М 1-переходами, т. е. знаком магнитного момента для конкретных состояний нуклонов, участвующих в переходах. Этот знак отрицателен для нейтрона в нильсоновском состоянии с Оп = = Лп + 1/2 = Лп | (и положителен при Оп = Лп — — 1/2 = Лп|, а также для любого протонного состо-
яния, исключая = Лр — 1/2 = Лр | при Лр = 1). Таким образом, отрицательный знак 6 является индикатором того, что М 1-радиацию в переходе преимущественно определяют нейтроны в состояниях с магнитным моментом ц < 0, т.е. в состоянии с Оп = Лп + 1/2, или протоны с Ор = 1/2 при Лр = = 1.
Такой же подход был применен нами в работе [1] при рассмотрении М 1-переходов в ядрах с N = 90—114. В качестве двухквазичастичных конфигураций для в - и 7-фононных возбуждений использовались наборы, найденные по полумикроскопическому описанию структуры деформированных ядер в работе [2]. Для основного состояния были взяты нильсоновские двухквазичастичные конфигурации, заполняющиеся в данном ядре — (jg jg). (Под символом j подразумевается нильсоновское состояние Л]П.)
Сравнение с экспериментальными данными показало, что наиболее вероятными при высвечивании уровней в-ротационной полосы являются переходы (jgjg) ^ (jgjg). Знак 6 для такого перехода будет определяться знаком магнитного момента нуклона в состоянии jg. При высвечивании уровней 7-ротационной полосы преимущество имеют переходы (jijg) ^ (jgjg). Знак 6 будет определяться в этом случае знаком магнитного момента нуклона в ^-состоянии. Эти выводы получены в основном при рассмотрении двухквазичастичных конфигураций, имеющих вклады более 50% в в-ротационную полосу и большой вклад в 7-ротационную полосу. При этом основное внимание было обращено на нильсоновские состояния от подоболоч-ки И13/2, определяющие отрицательное значение 6 < 0 для 7-переходов. Предполагалось, что набор двухквазичастичных конфигураций для в- и 7-ротационных полос, полученных в [2], сохраняется для всех уровней этих полос.
Проведенное в [1] рассмотрение объяснило причины отрицательных знаков 5 < 0, найденных в экспериментах для многих переходов с уровней в- и 7-ротационных полос на уровни ротационной полосы основного состояния. Однако остался ряд переходов, для которых не было найдено объяснение отрицательным значениям 5, так же как и наблюдающемуся в некоторых изотопах несохранению знаков 5 для 7-переходов между ротационными полосами.
В действительности основное состояние описывается не одной двухквазичастичной конфигурацией, заполняющейся в данном ядре. Вблизи поверхности Ферми имеет место распределение двухквазичастичных пар по нильсоновским состояниям, в котором максимальный вклад вносит "заполняющееся" состояние и меньшие вклады — ближайшие двухквазичастичные дырочные (hole two-quasiparticie states — jhjh), а также последующие (following two-quasiparticie states — jf jf) конфигурации. Вклад этих конфигураций зависит от разницы энергий между основным и дополнительными двухквазичастичными состояниями и может возрастать при увеличении углового момента ядра, т. е. в 2+, 4+, 6+-уровнях. Более резко он возрастет, если энергия этих уровней будет сравнима с расстоянием между энергиями основной и соседней двухквазичастичных конфигураций. Дырочные и последующие конфигурации присутствуют с существенным вкладом при возбуждении в -ротационной полосы. Об ожидаемых величинах их вкладов в 2+, 4+, 6+ -уровни можно судить по энергии соответствующих нильсоновских состояний в соседних нечетных ядрах с учетом энергии спаривания.
Для двухквазичастичных конфигураций 7 -ротационной полосы необходимо учитывать правила Галлахера [3].
2. ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Ниже будет рассмотрен ряд 7-переходов с 5 < 0, не обсужденных в [1]. Экспериментальные данные о 5 для рассматриваемых изотопов были приведены в [1] и повторены в табл. 1. В табл. 2 повторен состав двухквазичастичных конфигураций для в- и 7-фононов из работы [2] с указанием их вкладов (исключая 178Os, для которого нет расчетов в [2]). Для 168Ег использованы данные о двухквазичастичных состояниях из работ [4, 5]. В табл. 2 выделены конфигурации, которые обуславливают для 2+—2+ - и 2+—2+-переходов 5 < 0 с учетом только конфигурации, заполняющейся в основном состоянии по протонам и нейтронам.
160Dy. В основном состоянии этого ядра заполняется нейтронная конфигурация ('дjg) = = пп5211 5211, которая определяет 5< 0 для 2+—2+ -перехода, но имеет в в-фононе только 12%-ный вклад. Дополнительный вклад в 5 < 0 обусловит конфигурация (jf jf) = пп642Т 642Т с вкладом 65%. Расстояние между состояниями п521 Т и п642 Т в 159Dy равно 178 кэВ, а в 161 Dy -26 кэВ, так что в М 1-переходы при высвечивании уровней в-фонона больший вклад, возможно, принесет переход (jfjf) ^ (jfjf X а не Од'д) ^ ^ Од'д). Отрицательный знак 5 при высвечивании уровней 7-ротационной полосы возникает от конфигурации пп642 Т — 660Т с вкладом 13% в 7-фонон и рр411 Т + 4111 с вкладом 16% (в основном состоянии преимущественно заполняется конфигурация рр411Т 411Т, а состояние р411| имеет ц < 0).
Заметим, что для обеспечения 5 < 0 при высвечивании уровня 7-ротационной полосы, в отличие от высвечивания уровней в-ротационной полосы, не требуется вклад суммы исходных конфигураций, обеспечивающих 5 < 0, более чем 50%, так как М 1-переход с других конфигураций может иметь более сильный запрет по асимптотическим квантовым числам. По этой причине значения 5 в среднем по абсолютной величине на порядок больше для переходов с уровней 7-фонона, чем с уровней в-фонона.
170Ег. В этом ядре мы встречаем редкий случай несовпадения знаков 5 для 2+—2+- и 4+—4+-переходов. Конфигурация (''д) = пп5211 5211 не позволяет для перехода 4+—4+ иметь 5 < 0. Конфигурация (jf jf) = пп512 Т 512 Т при энергии
92 кэВ нильсоновского состояния п512 Т в 169 Ег может, по-видимому, обеспечить необходимый вклад (jf jf)-конфигурации только в 4+-уровень и 5 < 0 для перехода 4+—4+. Вклад в в-фонон
конфигурации пп512 Т 512 Т составляет 41%. Отрицательный знак 5 < 0 обуславливает также конфигурация ('^ь) = пп633 Т 633 Т с вкладом 16% в в-фонон. Энергия уровня п633Т в 169Ег равна 244 кэВ.
Об отрицательных значениях 5
для
3+-4+-
■переходов
в158 Gd,168 Ег,176 }Ь,182 \¥и178 Оз
Данные переходы имеют 5 < 0 при 5 > 0 для переходов 2+—2+ в этих ядрах.
to
СЛ CT5
Таблица 1. Смеси мультиполей ó в 7-переходах некоторых четно-четных ядер
Изотоп 2+-2+ 2в 2g 4+ -4+ 4в 4g 2+ -2+ y g 3+ -2+ 3y 2g 3+ -4+ y g 4+-4+ y g
158 Gd94 Еур [кэВ] 1260 1381 1187 1265 1265 1358
ó* -0.70 ± 7 -4.5 + 20 - /7 +80 <ó < -25 +30 + 32 - /4 -23+ 7 - /9 +6.4 + /4 - /0
160 Dy94 Еур [кэВ] 1350 967 1049 1049 1156
ó** -1.5 + 7 - 20 -16.6 ± 5 -13.8 ± 3 -13.8 ± 9 -0.95 + 8 - //
168 Erioo Еур [кэВ] 1276 821 896 896 995
ó** -28+ /2 - 6 +7.5+/8 - /0 -10+ // - 3
ó* -5.0 +/9 - 26 +26 + 27 - 8 1/ó = -0.014 + /4 - /9 -12.0+ /6 - 23 +13 + /6 - 3
170 pr ЕГ102 Еур [кэВ] 960 1127 934 1011 1011 1104
ó* +0.27+ /9 - 8 -1.29+ 7 - /2 + 17+ 6 - 3 1/ó = -0.11 + // - 6 +0.08 + 4 - 3 +2.81 ± /0
или или
-9.8 + 22 - 63 1/ó = -0.03 + 4 - 3
176 VK YD106 Еур [кэВ] 1200 1261 1336 1336 1435
ó* +11 + 5 - 3 + 160 + то - /30 1/ó = +0.007 ± /4 -6 + 9 - 5 -1.2 ± 3
182 W108 Еур [кэВ] 1257 1510 1221 1331 1331 1443
ó** -9 + 3 - 6 -2.8 ± /0 +30 + 6 - 4 -33 + 6 - 9 -8.9+ /8 - 2/ +5.6 +/3 - /0
ó* -7.9 +/2 -/7 -1.11 + 7 - /0 +25+ /0 - 8 1/ó = +0.006 + 8 - 5 -25 + 6 - /0 +4.1 ± 3
178 US102 Еур [кэВ] 771 1023 864 1032 1032 1213
ó** -6.8 + // - /6 -3.1 ± 3 + 10 + 6 - 3 +9.0+ /6 - // -3.5 + 6 - 7 +2.4 - /2
га
М
О со
to чз
ю
2
О О
ч
s Данные о S из публикаций авторов настоящей работы (ссылки см. в [ 1 s* Данные о S из Nuclear Data Sheets (ссылки см. в [1]).
Таблица 2. Структура 0+- и 2+-однофононных состояний
Изотоп Структура основного состояния К п Структура, % (из работы [2])
158 Gd94 пп642 Т 642 Т 0+ пп642 Т 642 Т 53 пп505Т 505Т 8.5 пп521Т 521Т 6.4 рр532Т 532Т 6.0
рр4131 4131 2+ пп521Т 521| 28 пп642 Т 660 Т 15 пп5231 5211 10 рр411Т 4111 8.2
160 DУ94 пп521 Т 521 Т 0+ пп642Т 642Т 65 пп521 Т 521 Т 12 пп505Т 505Т 4.4 пп5231 5231 4.4
рр411 Т 411 Т 2+ пп521Т 521
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.