ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ, 2012, том 76, № 4, с. 478-480
УДК 539.17
ТЕНЗОРНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЯДЕР 24Mg и 28Si В НЕУПРУГОМ РАССЕЯНИИ а-ЧАСТИЦ ПРИ Еа = 30.3 МэВ
© 2012 г. Л. И. Галанина, Н. С. Зеленская, В. М. Лебедев, Н. В. Орлова, А. В. Спасский
Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова E-mail: wg2@anna19.sinp.msu.ru
Представлены экспериментальные и расчетные угловые зависимости компонент тензорной поляризации ядер 24Mg(2+, 1.369 МэВ) и 28Si(2+, 1.78 МэВ), образованных в неупругом рассеянии а-ча-стиц. Тензорная поляризация восстановлена на базе ранее найденных спин-тензоров матриц плотности этих ядер. Экспериментальные результаты сравниваются с расчетами на основе метода связанных каналов. Продемонстрировано подобие экспериментальных угловых зависимостей компонент тензорной поляризации для исследованных ядер.
ВВЕДЕНИЕ
Известно [1], что в ядерных реакциях типа А(х, уу)Б* конечное ядро, как правило, становится ориентированным, даже если в начальной системе спиновые состояния заселены равномерно. Эффективным методом исследования ориента-ционных характеристик таких ядер служит измерение угловых уу-корреляций. Корреляционные характеристики дают большой объем информации в одном эксперименте и при теоретическом анализе обнаруживают заметную чувствительность к модельным параметрам.
Основной характеристикой ориентированной системы является матрица плотности и ее неприводимые спин-тензоры. Спин-тензоры ры четного ранга к матрицы плотности ориентированных ядер 24М§(2+, 1.369 МэВ) и 2881(2+, 1.78 МэВ), образованных в неупругом рассеянии а-частиц при Еа = 30.3 МэВ, были получены нами ранее в [2, 3]. При восстановлении ркк использована система координат с осью Z, параллельной падающему пучку, и осью У, перпендикулярной плоскости реакции (рис. 1а). Полученные значения спин-тензоров позволили определить различные физические величины, характеризующие конечные возбужденные ядра: заселенность магнитных подуровней, компоненты тензоров ориентации различных мультипольных моментов, а также динамическую деформацию. Еще одна важная физическая характеристика, которую можно восстановить на базе матрицы плотности, — тензорная поляризация ядра [4]. Тензорная поляризация ядра Ткк(ду) определяется в системе координат с осью Z, перпендикулярной плоскости реакции, и осью X, направленной по падающему пучку (рис. 1б). Переход в эту систему координат из системы, в которой были восстановлены ркк, осу-
ществляется тремя последовательными поворотами на углы Эйлера: а = я/2, в = я/2, у = я. В результате тензорная поляризация определяется выражением [4]
у) = X N ((2, V 2,п), (1)
±к'
Роо(0 у )
где нормировочная постоянная N [1] зависит от ранга тензора поляризации и спина ядра.
Исследование поляризационных эффектов позволяет более углубленно решать современные проблемы ядерной физики. Компоненты тензор-
а Z
X'
Рис. 1. Координатные системы с осью 2, направленной: а — вдоль пучка падающих частиц, б — перпендикулярно плоскости реакции.
ТЕНЗОРНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЯДЕР 24Mg И 28Si В НЕУПРУГОМ РАССЕЯНИИ
479
Tkk, отн. ед.
Tkk, отн. ед.
0.5 0 0.5
/г?>.ц Ai 0 i/yvy» У—гуДД/
0.5 V • v , , 1 , г • ■ 1 —0.5 у • 1 • .....
0.5
0
-0.5 0.5
0 0.5
0
0.5 0.5
0
0.5
ш 122 0.5 122
_I_I_I__I _0 5_1_1_1_1_1_1
_1_I_I_I_L_
К 40 » 1 40
■ ■ I ■ ■
0 0.5
■ ■ I ■ ■
42 42
I I I I I
0.5 0.5
■ ■ I ■ ■
^44 w.J ^44 .у
■ ■ | ■ ■
■ ■ | ■ ■
-0.5
0 90 180 0 90 180
9а(с.ц.м.), град 9а(с.ц.м.), град
Рис. 2. Компоненты тензорной поляризации TkK (9а)
ядер 24Mg(2+) (а) и 28Si(2+) (б), образованных в неупругом рассеянии а-частиц при Еа = 30.3 МэВ. Точки — эксперимент, кривые — расчет методом связанных каналов (программа CHUCK). На этом и следующем рисунке указаны статистические ошибки.
ной поляризации выражаются через сферические компоненты углового момента ядра и характеризуют несимметричность ориентации спина (вы-строенность ядра) относительно оси, перпендикулярной к оси симметрии ядра, лежащей в плоскости реакции.
Отметим, что использованные экспериментальные величины ркк позволяют восстановить компоненты тензора поляризации только с четными проекциями (поляризация гамма-квантов не измерялась).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Угловые зависимости компонент Ткк(да) экспериментально восстановленной поляризации представлены на рис. 2 и 3.
Как видно из рис. 2, тензорная поляризация существенно зависит от угла вылета конечной частицы, и эта зависимость носит осциллирующий
TkK, отн. ед. 0.5
0
0.5 0.5
0
0.5
0.5
0 0.5
20
"ГНг
£
А "
_1_
I •
j_I_I
1 1
V.
22
_l_I_
А дГ?-
ь
40
i I
0.5 0.5
0.5
, , 1 " T42 . лг. , , 1 А А Л Л •
^^ № 5 ^ . . 1 ^ 5 л I I 1
T44 А 5 .ДА.
А , , 1 ^ 5 riji , , 1
90 180
9а(с.ц.м.), град
Рис. 3. Сравнение экспериментальной тензорной поляризации ядер 24М^(2+) (кружки) и 2881(2+) (треугольники), образованных при неупругом рассеянии а-частиц с Еа = 30.3 МэВ.
характер. В целом можно констатировать сопоставимость по величине компонент с нулевыми и ненулевыми проекциями. Видно также, что компоненты Т20, Т22, Т42 и Т44 знакопеременны, тогда как компонента Т40 положительна при всех углах вылета а-частиц. Положительное значение этой компоненты, по-видимому, вообще характерно для ядер в состояниях 2+, образованных в неупругом рассеянии заряженных частиц.
Теоретические компоненты тензоров поляризации определялись по формуле (1) со спин-тензорами ркк(0а), рассчитанными методом связан-
б
а
0
0
0
480 ГАЛАНИНА и др.
Параметры оптических потенциалов Вудса—Саксона, использованные в расчете
Канал V, МэВ rV, фм aV, фм W*, МэВ rW, фм ац, фм rc, фм ß2 Ссылка
24Mg + а 118.76 1.245 0.792 10.78 1.570 0.634 1.30 -0.35 [2]
28Si + а 244.10 1.149 0.767 9.74 1.974 0.337 1.34 0.4 [3]
* Объемный потенциал.
ных каналов по программе CHUCK [5]. Использованные в расчетах параметры оптических потенциалов вида Вудса—Саксона и параметры деформации р2 приведены в таблице. Результаты расчетов показаны на рис. 2. Как видно из рисунка, расчет качественно передает осциллирующий характер поведения тензорной поляризации.
da/dm, мб • ср-1
101
100
10-
о о ,
А
90 180
9а(с.ц.м.), град
Рис. 4. Сравнение экспериментальных угловых распределений дифференциального сечения неупругого
рассеяния а-частиц с Еа
30.3 МэВ на ядрах
24М^ (кружки) и 2881 (треугольники) с образованием первого возбужденного состояния конечного ядра.
Интересный результат получается при сравнении полученных экспериментальных угловых зависимостей компонент тензорной поляризации ядер 24М§(2+, 1.369 МэВ) и 2881(2+, 1.78 МэВ) (рис. 3). Большинство соответствующих компонент Ткк(да) у этих ядер практически совпадают, а другие различаются лишь в небольших областях углов 9а. Важно, что и дифференциальные сече-
ния (спин-тензоры р00) этих двух реакций (рис. 4) имеют подобную угловую зависимость и различаются в основном только по абсолютной величине [2, 3]. Такой результат связан, по-видимому, как с близостью масс исследуемых ядер (схожесть кинематических условий рассеяния), так и с подобием их волновых функций. Оба эти ядра в методе связанных каналов являются эллипсоидами вращения, параметры квадрупольной деформации которых близки друг к другу по величине, но противоположны по знаку. Отсюда следует, что в рассмотренных реакциях тензорная поляризация нечувствительна к знаку параметра деформации.
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Минобрнауки (контракт 02.740.11.0242 по мероприятию 1.1 "Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров").
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зеленская Н.С., Теплое И.Б. Характеристики возбужденных состояний ядер и угловые корреляции в ядерных реакциях. М.: Энергоатомиздат, 1995.
2. Галанина Л.И., Зеленская Н.С., Конюхова И.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2011. Т. 75. № 4. С. 588; Galanina L.I., Zelenskaya N.S., Konyukhova I.A., Lebedev V.M., Orlova N.V., Spassky A.V., Artemov S.V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2011. V 75. № 4. P. 552.
3. Галанина Л.И., Зеленская Н.С., Конюхова И.А. и др. // ЯФ. 2010. Т. 73. № 8. С. 1382.
4. Галанина Л.И., Зеленская Н.С. // ЯФ. 2000. Т. 63. С. 1881.
5. Kunz P.D., Rost Е. // Comp. Nucl. Phys. / Eds Langanke K. et al. N.Y: Springer-Verlag, 1993. V. 2. Р. 88; Kunz P.D. http://spot.colorado.edu/~kunz/Home.html.
0
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.