авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«ИГОРЬ БОРИСОВИЧ ТЕПЛОВ К 80-летию со дня рождения МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. ЛОМОНОСОВА ...»

-- [ Страница 2 ] --

у) реакции А(х,у)В заключается в реше нии методом наименьших квадратов переопределенной системы линейных уравнений относительно тензорных величин Ak(J*,у), связанных со спин- тензорами матрицы плотности k(J*,у) соот ношением (13):

d2/dуd W(,;

у) = 1 A k(у) Pk (cos) 2 k + 1 cos, (16) 4 k, где углы у, и определяют направление вылета конечной частицы у и - кванта в сферической системе координат, ось Z ко торой совпадает с направлением пучка протонов, а плоскость ре акции с плоскостью XZ, P присоединенные полиномы k Лежандра. Условие нормировки: A00(у)d dу. Значения ранга k спин - тензоров k(J*,у) определяются соотношениями k = J* + J* и k = L + L (L – мультипольность - перехода), а проекции могут принимать целые значения от -k до k.

В случае образования четно-четного ядра В* в состоянии 2+ измеренные в трех плоскостях (относительно плоскости реак ции) двойные дифференциальные сечения позволяют восстано вить все девять компонентов спин- тензоров матрицы плотности этого ядра. Относительно большие угловые размеры -детектора учитывались путем введения соответствующих поправок в двой ные дифференциальные сечения.

Изучение функции угловой корреляции как пространст венного объекта (практическое осуществление полного опыта в рамках 4- геометрии) позволяет рассчитать саму функцию угло вой корреляции для любых и.

Рассчитанные таким об разом функции угловой корреляции (рис. 5) ока зываются полезными для поиска максимальных значений двойных диф ференциальных сечений при планировании кор реляционных экспери Рис. 5. Азимутальная проекция функции ментов.

угловой корреляции в реакции 13С(3Не, )12С для = 20о.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА СПИН-ТЕНЗОРОВ МАТРИЦЫ ПЛОТНОСТИ Теоретический анализ определенных в эксперименте спин - тензоров матрицы плотности ядер-продуктов ядерных реакций потребовал создания нового теоретического подхода – последо вательного метода искаженных волн, в котором учитывается ко нечный радиус взаимодействия частиц. Работа в этом направле нии была стимулирована прямыми запросами эксперимента, по скольку имеющийся в НИИЯФ ускоритель создает пучки частиц с энергией не более 10 МэВ/нуклон, а при такой энергии задача определения механизма реакции и его связи со структурой ядра особенно сложна.

Разработанный нами последовательный метод искаженных волн (МИВОКОР) [7] основан на эффективном синтезе аппарата интегральных уравнений Фаддеева - Якубовского для системы нескольких тел и моделей, учитывающих структуру ядер. Ис пользование подобного аппарата с очевидностью требует воз можности сведения многочастичной ядерной системы к относи тельно простой системе нескольких тел.

Такая возможность реально осуществима для легких ядер и связана с эффектами кластеризации, обусловленными обмен ными силами Майорана в нуклон-нуклонном взаимодействии [10]. При этом кластеры (дейтроны, ядра трития и 3Не, альфа частицы) в ядре являются лишь виртуальными образованиями и не могут рассматриваться как независимые частицы. Степень их виртуальности, т.е. вероятность существования в том или ином состоянии ядра, определяется ядерной структурой.

Известно, что уравнения Фаддева - Якубовского имеют точное решений через парные Т- матрицы взаимодействия в раз личных двухчастичных каналах реакции. Эти Т- матрицы, ис пользуя расщепление Вайнберга [11], можно разделить на две части:

Т = Тs + T’, (17) где Тs “сильная” или резонансная часть, описывающая все свя занные состояния соответствующей пары частиц, а T’ остаток, описывающий нерезонансные взаимодействия. Основу предло женного метода составляет перестройка уравнений Фаддева Якубовского к многоканальным уравнениям типа Липпмана Швингера (метод Альта – Грассбергера - Сандхаса [12]) для со ставных частиц, состоящих из различных кластеров, причем взаимодействие V определяется только несепарабельными частя ми T’ парных канальных Т- матриц. В результате такой пере стройки Tout, in- матрица перехода из начального состояния сис темы in в конечное out удовлетворяет интегральному уравнению, по форме совпадающему с уравнениями для Tout, in- матрицы в методе искаженных волн:

Tout, in = (1 + Tff G0) Vif (1 + TiiG0) +..., (18) с точностью до членов с трехкратным перерассеянием.

Оператор Vif, содержащий только штрихованные части парных канальных Т- матриц, определяет перестройку системы, а операторы, стоящие в (17) справа и слева от него, искажения во входном и выходном каналах реакции. Эти операторы нами предложено называть обобщенными оптическими потенциалами.

Если ограничиться задачей трех тел, то перестройка сис темы может идти двумя путями: а) за счет диссоциации падаю щей частицы прямые процессы;

б) за счет развала ядра мишени обменные процессы. Поскольку эти процессы отве чают различным кластерным разбиениям начальных частиц, в рамках задачи трех тел интерференция между прямыми и обмен ными процессами не возникает. В системе центра масс эти про цессы эквивалентны с точностью до замены А х и угла у на угол -у.

И прямые, и обменные процессы содержат когерентный вклад двух механизмов (оператор Vif содержит два слагаемых).

Один из них описывает прямую передачу виртуального кластера (легкого для прямых и тяжелого для обменных процессов), иллю стрируется полюсной диаграммой и называется обычно механиз мом срыва (stripping on heavy stripping). Другой – связан с взаи модействием начальной частицы с одним из виртуальных класте ров и иллюстрируется треугольной диаграммой. Такой механизм принято называть механизмом замещения (knock-on).

Таким образом, МИВОКОР позволяет на единой основе рассчитать вклад двух когерентных механизмов реакции, исполь зуя представления о кластерной структуре ядер (важно подчерк нуть, что эти механизмы топологически неэквивалентны), оце нить их интерференцию, вычислить обобщенные оптические по тенциалы и получить сечение ядерной реакции как сумму сече ний прямых и обменных процессов. Фактически, ни один совре менный теоретический подход не дает возможности столь ком плексного модельного описания прямых реакций.

Для практической реализации МИВОКОР создан уникаль ный программный комплекс OLYMP [13], в котором осуществ лен расчет матричных элементов четырех механизмов, возмож ных в задаче трех тел, и их интерференции. С этой целью в про грамме OLYMP решены следующие математические задачи:

1. Вычисление искаженных волн во входном и выходном каналах реакции (решение уравнения Шредингера с обобщенны ми оптическими потенциалами в непрерывном спектре).

2. Вычисление волновых функций связанных и квазисвя занных состояний кластеров в зависимости от их внутренних пе ременных (решение уравнения Шредингера с комплексной энер гией связи).

3. Разделение переменных в волновых функциях состоя ний и потенциалах перестройки с целью перехода к переменным, от которых зависят искаженные волны (точный учет эффектов отдачи).

Разработанный нами МИВОКОР и его практическая реа лизация в рамках комплекса OLYMP позволили впервые полу чить следующие результаты:

1. Резкое подавление вклада механизмов замещения по сравнению с механизмами срыва, обусловленное малым пере крыванием волновых функций и потенциалов взаимодействия, вызванным эффектами отдачи.

2. В реакциях со сложными частицами на легких ядрах се чения прямых и обменных процессов оказались сравнимыми по величине и только в совокупности позволили описать экспери ментальные данные без введения дополнительных нормировок.

Особенно важно подчеркнуть роль обменных процессов, которые количественно объяснили обратные максимумы сечения (вылет продуктов реакции в заднюю полусферу), а также сечения пере ходов в такие состояния, образование которых для прямых про цессов запрещено правилами отбора.

Можно утверждать, что разработка МИВОКОР способст вовала анализу результатов экспериментов и планированию их на совершенно другом уровне, позволяющем предсказывать не только качественные, но и количественные особенности сечений реакций и структуры ядер. Помимо МИВОКОР, для обработки эксперимента привлекались и другие современные модели ядер ных реакций, в частности, метод связанных каналов [14], и со временная статистическая модель [15].

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИХ СРАВНЕНИЕ С ТЕОРЕТИЧЕСКИМИ ПРЕДСКАЗАНИЯМИ Как было показано в разделе 2, предложенный метод по зволяет определить все возможные компоненты спин-тензоров четного ранга матрицы плотности возбужденного выстроенного ядра, образованного в ядерной реакции. Сравнение эксперимен тальных спин- тензоров с расчетными проведем на примере не упругого рассеяния - частиц на 12С с образованием этого ядра в состоянии 2+ и с последующим испусканием Е2- -кванта.

На рис.6 представлены спин - тензоры матрицы плотности ядра С в состоянии 2+, образованного в неупругом рассеянии - час тиц с энергией 30 МэВ. Теоретические кривые – расчет по МИВОКОР и методу связанных каналов. Сплошная кривая пока зывает суммарный [3] вклад этих механизмов в спин - тензоры.

Как видно из рисунка, теоретические кривые в целом неплохо со гласуются с экспериментом, причем метод связанных каналов да ет основной вклад в передней, а МИВОКОР (механизм срыва тя желого кластера) – в задней полусфере вылета - частиц. Некото рое рассогласование теории и эксперимента в области средних углов носит принципиальный характер и требует усовершенство вания теоретического аппарата МИВОКОР (включения механиз мов второго порядка, учитывающих запаздывание).

В экспери менте было обна ружено сущест венное различие спин - тензоров матрицы плотно сти одного и того же ядра, но обра зованного в разных реакциях, т.е. ус тановлена зависи мость спин - тен зоров от способа образования ядра.

Важно подчерк Рис. 6. Экспериментальные угловые зави симости (точки) некоторых компонентов нуть, что такое спин-тензоров матрицы плотности ядра 12С в состоянии 2+, образованного в неупругом различие нашло рассеянии - частиц с энергией 30 МэВ [16].

Кривые: сплошная – суммарные теоретиче- адекватное объяс ские спин- тензоры;

штриховая – расчет по МИВОКОР;

штрих-пунктирная – по методу нение в связанных каналов.

МИВОКОР. Расче ты показали, что угловые зависимости компонентов спин- тензо ров матрицы плотности обнаруживают сильную чувствитель ность не только к механизму реакции, но и к структуре ядер. По ведение компонентов определяется, в первую очередь, законами сохранения моментов количества движения и эффектами отдачи, наиболее существенными в реакциях со сложными частицами на легких ядрах.

Другими словами, расчет позволил объяснить принципи альное различие в угловых зависимостях компонентов спин - тен зоров матрицы плотности одного и того же ядра, образованного различными способами: резкие осцилляции Ak() для неупруго го рассеяния - частиц и относительно сглаженное поведение Ak(у) для реакций.

Восстановленные компоненты матрицы плотности (или ее спин - тензоров) дают уникальную возможность определения различных характеристик ориентированных ядер в возбужденных состояниях без проведения дополнительных экспериментов («полный опыт»). К ним, в первую очередь, относятся заселенно сти магнитных подуровней.

На рис. 7 представлены заселенности подуровней ядер 12С Ве в состоянии 2+, образованных в реакциях (3Не, 3Не) и и (d,p) соответственно [16, 17]. Заселенности подуровней ядра 12С в состоянии 2+ рассчитываются в МИВОКОР для механизмов связанных каналов и срыва тяжелой частицы (подчеркнем, что подуровень с проекцией ±1 заселяется только при учете спин орбитального взаимодействия).

Как видно из рис. 7а, МИВОКОР вполне удовлетвори тельно описывает эти заселенности. Наоборот, заселенности ядра Ве практически не могут быть описаны механизмом срыва про тона, но хорошо воспроизводятся в рамках метода связанных каналов с положитель ной деформацией этого ядра. Такое различие в теоретическом описа нии этих реакций свя зано с непосредствен ным проявлением кла стерной структуры в ядре С и значитель ным ее «размазывани ем» в ядре 10Ве.

Далее, знание Рис 7. Угловые зависимости заселенностей магнитных подсостояний ядра 12C (экспери- матрицы плотности и мент [16]) (а) и 10Be (эксперимент [17]) (б).

Теоретические кривые: а- сплошные – расчет ее спин- тензоров по по МИВОКОР с учетом спин-орбитального зволяет определить и взаимодействия, его вклад показан пунктир ной кривой для подсостояния с М= ± 1;

б такие характеристики сплошные – расчет по методу связанных кана лов, точечная – расчет для механизма срыва ядра, которые практи по МИВОКОР.

чески невозможно измерить в прямом эксперименте. Нами впер вые определены тензоры ориентации различных мультипольных моментов, характеризующих данное состояние ядра: квадруполь ного, гексадекупольного и т.д. Оказалось, что эти тензорные ве личины чувствительны к более тонким деталям структуры ядра, в частности, к знаку его статической деформации.

Впервые без дополнительных измерений в рамках разра ботанного метода найдены поляризационные характеристики возбужденных ядер. На рис. 8 показаны сечение реакции Ве(,р)6Li(3+) и компоненты квадрупольной поляризации этого ядра, восстановленные с помощью экспериментального исследо вания – -корреляций.

Эксперимент на пучке протонов с энергией 45 МэВ был выполнен в Канада, в университете Манитоба [18], его теорети ческая обработка в рамках МИВОКОР осуществлена нами [18, 19]. Теоретические кривые показывают вклад механизма срыва и срыва тяжелого кластера в полное теоретическое сечение и в компоненты тензоров поляризации.

Рис. 8. Угловые распределения (а), компоненты тензорной (б) и наведенная векторная поляризация (в) конечных ядер в различных реакциях. Точки – экспериментальные данные [18]. Теоретические кривые – расчет по МИВОКОР [19]: а- угловое распределение протонов из реакции 9Ве(, р)6Li(3+) –штриховая кривая – вклад механизма срыва, точечная – срыва тяжелого кластера, сплошные кривые показывают полные сечения с учетом (жирные кривые) и без учета (тонкие кривые) спин-орбитального взаимо действия;

б- компоненты тензора квадрупольной поляризации ядра 6Li(3+), обозначения кривых те же, что и на рис.7а;

в- значения векторной наведен ной поляризации ядра 12С в состоянии 2+, вычисленные по МИВОКОР с учетом (сплошные кривые) и без учета (точечные кривые) спин орбитального взаимодействия [20].

Как видно из рисунка, расчет правильно передает основ ные особенности не только экспериментальных сечений, но и тензоров поляризации, хотя статистика для них явно недостаточ на.

Здесь же приведены расчетные значения векторной наве денной поляризации ядра 12С в состоянии 2+, вычисленные в рам ках МИВОКОР с учетом и без учета спин-орбитального взаимо действия. Предсказанная дипольная поляризация оказалась дале ко не малой. Другими словами, в перспективе при соответствую щем развитии техники эксперимента продукты ядерных реакций могут быть использованы в качестве поляризованных мишеней.

Наконец, в рамках «полного опыта» была определена совершенно новая характеристики возбужденного ориентированного ядра – его динамическая деформация как поверхность, которая связана с тензорами мультипольных моментов выстроенного ядра [21].

Оказалось, что для ориентированных ядер – продуктов ядерных реакций только при малых углах вылета конечных частиц, когда переданный ядру импульс близок к нулю, динамическая дефор мация ядра близка к его статической. При других углах вылета частиц динамическая деформация достаточно сложна, ее форма заранее неочевидна (рис. 9). Более подробно вопросы, связанные с физическими аспектами динамической деформации ориентиро ванных ядер, рассмотрены нами в отдельной статье этого сбор ника.

Рис. 9. Динамическая деформация ядра 12С в состоянии 2+, об разованного в неупругом рассеянии альфа- частиц, вычисленная по МИВОКОР [20]: а) вылет альфа- частиц в переднюю, б) – в заднюю полусферу.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итак, метод восстановления матрицы плотности, предло женный, теоретически обоснованный и впервые реализованный экспериментально в НИИЯФ МГУ для случая частица гамма квант корреляций, позволил получить компоненты матрицы плотности целого ряда легких выстроенных ядер в возбужденных состояниях, образованных в различных реакциях.

Знание компонентов матрицы плотности дало уникальную возможность определения различных характеристик ориентиро ванных ядер в возбужденных состояниях без проведения допол нительных экспериментов («полный опыт»). К таким характери стикам, в первую очередь, относятся заселенности магнитных подуровней, тензоры ориентации различных операторов, харак теризующих данное состояние: квадрупольного, гексадекуполь ного и др.

Оказалось, что эти тензорные величины чувствительны к более тонким деталям структуры ядра, в частности к знаку его статической деформации, который нам удалось для ряда ядер оп ределить впервые. Ориентационные характеристики ядер в воз бужденных состояниях обнаруживают сильную чувствительность к вкладу в них компонентов, отвечающих различным промежу точным моментам, по которым производится суммирование, осо бенно к спину канала. Такое суммирование приводит и к сглажи ванию заселенностей подсостояний, и тензоров ориентации квад рупольных моментов.

Далее, впервые без дополнительных измерений определе ны поляризационные характеристики возбужденных ядер. Мы рассчитали тензорную поляризацию, предсказали наведенную векторную поляризацию ядер, которая оказалась далеко не ма лой.

Наконец, в рамках “полного опыта” была определена со вершенно новая характеристика динамическая деформации ядра и показано, что форма ядра в возбужденном состоянии в за висимости от угла вылета продуктов реакции может кардинально отличаться от статической.

Другими словами, характеристики выстроенных ядер в возбужденных состояниях получены в рамках «полного опыта»

на основе комплексного применения уникальных эксперимен тальных и теоретических методов исследования двойных диффе ренциальных сечений ядерных реакций.

Разработанные экспериментальные методики и созданный теоретический аппарат позволяют проводить всестороннее мо дельное описание характеристик реакций со сложными частица ми. Предложенный метод исследования выстроенных ядер и по лученные с его помощью результаты выходят за рамки физики ядерных реакций с частицами умеренных энергий.

Лауреаты премии имени М.В. Ломоносова (слева направо) В.М. Лебедев, Н.С. Зеленская, А.В. Спасский Аналогичные подходы применимы в физике тяжелых ио нов, а также в задачах экологии, создания банков ядерных дан ных и в решении проблем радиационной защиты и медицинской физики.

Цикл экспериментальных и теоретических работ, основан ный на идеях, разработанных И.Б. Тепловым и его учениками, в котором удалось получить приоритетные результаты, относящие ся к тонким деталям структуры возбуждаемых в ядерных реакци ях ориентированных ядер, в 2003г. удостоен премии имени М.В.

Ломоносова МГУ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. L.D Landau Z. Phys. B. 1927. V. 45. s. 430.

2. К. Блум Теория матрицы плотности и ее приложения. Пер.

с англ. М.: Мир, 1983.

3. Н.С. Зеленская, И.Б. Теплов Характеристики возбужден ных состояний ядер и угловые корреляции в ядерных ре акциях. М.: Энергоатомиздат, 1955.

4. О.В. Чубинский, В.В. Лазарев, Г.А. Феофилов и др. Изв.

АН СССР. Сер. физ. 1990. Т. 53. с. 137;

Изв. РАН. Сер.

физ. 1994. Т. 58. с. 210.

5. J.R. Campbell J.R., W.R. Falk W.R., N.E. Davison et al. Nucl.

Phys. A. 1987. V. 470. p. 349.

6. P.Wust, W. Von Oertzen, H. Ossenbrink et al. Phys. Lett. B.

1979. V. 80. р. 208.

7. Н.С. Зеленская, И.Б. Теплов Обменные процессы в ядерных реакциях. М.: Изд-во МГУ, 1985.

8. А.М. Балдин, В.И. Гольданский, И.Л. Розенталь Кинема тика ядерных реакций. М.: Гос. Изд-во физ.- мат. лит., 1959.

9. Теоретический практикум по ядерной физике / Под редак цией В.В. Балашова. М.: Энергоатомиздат, 1984.

10. В.Г. Неудачин, Ю.Ф. Смирнов Нуклонные ассоциации в легких ядрах. М.: Изд-во «Наука», 1969.

11. S. Weinberg, Phys. Rev. B. 1964. V. 133. р. 232.

12. E.O. Alt, P. Grassberger, W. Sandhas Nucl. Phys. A. 1969. V.

139. p. 209.

13. N.S. Zelenskaya N.S., O.Yu. Balashova, A.A. Ovchinnikova Int. J. Mod. Phys. And Comp. 1991. V. 2. p. 552.

14. P.D. Kunz, E. Pose Computational Nuclear Physics. 1993. V.

2. p. 88.

15. T.L. Belyaeva, N.S. Zelenskaya, N.V. Odintsov Comp. Phys.

Comm. 1992. V. 73. p. 161.

16. А.В. Игнатенко, В.М. Лебедев, Н.В. Орлова, А.В. Спас ский ЯФ. 1994. Т. 57. с. 195.

17. Н.С. Зеленская, А.В. Игнатенко, В.М. Лебедев и др. ЯФ.

2001. Т. 64. с. 1995.

18. W.R. Falk, T.L. Belyaeva, N.S. Zelenskaya et al. Nucl. Phys.

A. 1997. V. 624. p. 370.

19. Л.И. Галанина, Н.С. Зеленская, ЯФ. 2000. Т. 63. с.1881.

20. Н.С. Зеленская, И.Б. Теплов Изв. АН СССР. Сер. физ.

1990. Т. 54. с. 2183.

ПАМЯТИ ИГОРЯ БОРИСОВИЧА ТЕПЛОВА А.А. Оглоблин Российский научный центр «Курчатовский институт»

Основное содержание моего доклада состоит в исследова нии структуры 0+ (Е* = 7, 65 МэВ) состояния Хойла в ядре С.

Структура этого состояния до сих пор остается предметом науч ных дискуссий и до конца невыясненной. На рис. 1 представлена схема низших уровней (с Е* 10 МэВ) и современные модели, Рис. 1. Схема низших уровней ядра 12С и возможная конфигура ция состояния Хойла в различных моделях вплоть до модели бозе-конденсата из трех -частиц, которые мо гут быть использованы для описания предполагаемой структуры 0+-состояния Хойла.

Следует отметить, что для легких ядер современная модель оболочек с учетом антисимметризации нуклонов 1р-оболочки и спин-орбитального взаимодействия между ними (модель проме жуточной связи) позволяет описать ядро С и как систему трех виртуальных -частиц, и как систему из виртуального -кластера и ядра 8Ве [1]. Виртуальность этих систем обеспечивается тем, что в разложении волновой функции ядра 12С по ортонормированным С (либо 3, либо + 8Ве) волновым функциям подсистем ядра учитываются состояния со всеми разрешенными законами сохра нения (правилами отбора) значениями моментов количества дви жения. Однако проблема вычисления спектроскопических множи телей в рамках осцилляторной модели оболочек остается откры той, поскольку осцилляторные волновые функции, имея непра вильную асимптотику, заведомо завышают вклад внутренней об ласти ядра.

В каких экспериментах может проявиться структура низ ших возбужденных состояний ядра С? Очевидно, что одним из способов определения структуры этих состояний, в том числе и уровня Хойла, является экспериментальное исследование упругого и неупругого рассеяния частиц на С при достаточно высоких энергиях падающих частиц ( 20 МэВ/нуклон) в широком диапа зоне углов вылета рассеянной -частицы, вплоть до 180°, когда переданный ядру импульс достаточно велик, что позволяет иссле довать внутреннюю область ядра-мишени. Подобный эксперимент был осуществлен на пучке -частиц с энергией 110 МэВ цикло трона Университета Юваскюла интернациональной коллабораци ей институтов: ФНЦ «Курчатовский институт», Объединенный институт ядерных исследований, НИИЯФ МГУ, Институт им. В.Г.

Хлопина, Санкт-Петербургский государственный университет, Университет Мехико (Мексика) и Университет Юваскюла (Фин ляндия) [2]. Угловое распределение упруго и неупругого рассеян ных -частиц на 12С с возбуждением его трех низших уровней (см.

схему рис. 1) представлено на рис. 2.

Рис. 2. Угловое распределение рассеянных -частиц с энергией 110 МэВ на ядре 12С: квадраты – упругое рассеяние, треугольники – неупругое рассеяние с возбуждением уровня 2+, кресты – 3-, звездочки – 0+. Сплошными тонкими кривыми показано теоретическое угловое распределение, рассчитанное для упругого рассеяния в рамках дисперсионной полумикроскопической оптиче ской модели, а для неупругого – в рамках DWBA-метода.

Как видно из рисунка, в дифференциальном сечении на ма лых углах рассеяния ( 30°) имеется явно выраженная дифрак ционная картина, при бльших углах ( 40°-60°) – область ядер ной радуги, что вполне удовлетворительно описывается теорети ческими кривыми.

В области больших углов рассеяния дифференциальное се чение обнаруживает заметный подъем и структуру с несколькими максимумами, которая наблюдается при возбуждении всех низших уровней ядра 12С.

Каким образом можно объяснить такое поведение диффе ренциального сечения рассеяния -частиц на больших углах? От вет на этот вопрос дают пионерские работы Игоря Борисовича Те плова, посвященные специфическому механизму ядерных реакций – механизму тяжелого срыва или механизму полюсной передачи тяжелого кластера (см. рис. 3).

Как показано в [3,4], именно этот механизм, связан ный с передачей ядру-мишени значительного импульса, обеспе чивает подъем сечения под большими углами и определяет его структуру (обратные макси мумы сечения) как в рассеянии, так и в реакциях со сложными Рис. 3. Диаграмма, иллюстрирую щая процесс передачи кластера 8Ве частицами на легких ядрах. Мне особенно приятно отметить, что теоретические расчеты вклада ме ханизма тяжелого срыва в данной работе были проведены учени цей Игоря Борисовича, Татьяной Леонидовной Беляевой.

В упругом и неупругом рассеянии -частиц на С меха низм срыва тяжелого кластера сводится к диссоциации ядра 12С на Ве + и к передаче тяжелого кластера 8Ве падающей -частице.

При этом орбитальный момент L относительного движения 8Ве + может принимать значения 0,2,4.

На рис. 4 показано угловое распределение упруго рассеяных частиц на С в области больших углов ( 120°).

Сплошная тонкая кривая (совпадает с соответст Рис. 4. Экспериментальное и теоретическое вующей кривой на рис. 2) угловое распределение упруго рассеянных -частиц в области больших углов. Теорети показывает вклад потен ческие кривые соответствуют: потенциаль ное рассеяние – штриховая кривая, механизм циального рассеяния, ко тяжелого срыва 8Ве с L = 0, 2 и 4 – тонкие торый в этой области уг- сплошные кривые. Жирной кривой показано суммарное теоретическое угловое лов является малым.

Вклад компонент с различным значением орбитального момента L сравним по величине, но имеет различную угловую зависи мость. Сплошная жирная кривая показывает суммарное теорети ческое угловое распределение упругого рассеяния, которое вполне удовлетворительно согласуется с экспериментом, особенно если принять во внимание, что никаких дополнительных подгонок оп тических потенциалов не производилось.

На рис.5 показано угловое распределение неупруго рассе янных -частиц в области больших углов с образованием 0+ (7, МэВ) состояния Хойла.

Теоретические кривые для различных ор битальных моментов L относительного движения системы 8Ве + в рамках механизма тяжелого сры ва 8Ве вновь показывают различную роль отдель Рис. 5. Экспериментальное и теоретическое угловое распределение неупруго рассеянных ных компонент в форми -частиц в области больших углов с образо ванием 0+ (7,65 МэВ) состояния Хойла.

рование обратных макси Штриховая кривая – сечение неупругого рассеяния. Обозначения остальных теорети- мумов сечения. Согласие ческих кривых те же, что и на рис 4.

с экспериментом для неупругого рассеяния с возбуждением со стояния Хойла несколько хуже, чем для упругого рассеяния, но общая картина углового распределения воспроизводится доста точно хорошо, особенно в области самых больших углов.

Таким образом, выполненный анализ упругого и неупруго го рассеяния -частиц на С показал, что угловое распределение рассеянных -частиц на больших углах определяется механизмом срыва тяжелого кластера 8Ве, а в сечении этого механизма замет ный вклад вносят компоненты с различными значениями L.Их когерентная сумма определяет и величину, и структуру сечения в области самых больших углов.

Корректное определение роли механизма тяжелого срыва, в том числе и его компонент с различными L, позволило восстано вить относительные значения спектроскопических множителей частиц с различными L в рассматриваемых состояниях С. По скольку нас, прежде всего, интересует структура состояния Хойла, мы сравнили эти множители для основного состояния и состояния Хойла. Полученные значения приведены в таблице.

Таблица. Относительные значения спектроскопических множи телей в ядре 12С по каналу распада 8Ве + (L) для основного состояния и состояния Хойла L 0 2 Состоя ния ядра С 0+ (основное) 0,05 0,14 0, + 0 (7,65 МэВ) 0,49 0,20 0, Как видно из таблицы, в основном состоянии С главную роль играют компоненты системы 8Ве + с орбитальными момен тами относительного движения, отличными от нуля. В результате, доминирующей конфигурацией в волновой функции этого состоя ния является конфигурация 8Ве +, с вращением -частицы отно сительно 8Ве, которое обеспечивает виртуальную передачу кла стера 8Ве с большим переданным импульсом, так что рассеянная -частица с достаточно большой вероятностью вылетает в область больших углов.

Наоборот, в 0+ (7,65 МэВ) состоянии Хойла основная кон фигурация имеет L, равное нулю. Это означает, что в волновой функции этого состояния заметную роль может играть бозе конденсат. Тем не менее, хотя волновая функция конфигурации Ве + имеет во внутренней области ядра немонотонное знакопе ременное поведение, основной ее максимум расположен вбли Рис. 6 Конфигурации 8Ве + в основном состоянии и состоянии Хойла 0+ (7,65 МэВ) ядра 12С.

зи поверхности ядра, что приводит к максимумам в угловом рас пределении неупруго рассеянных -частиц под большими углами, хотя взаимное вращение 8Ве + отсутствует. Принципиальное различие в структуре этих состояний демонстрирует рис. 6.

Игорь Борисович Теплов обосновал необходимость учета механизма срыва тяжелого кластера в 1968 г. в реакциях с части цами умеренных ( 10 МэВ/нуклон) энергий. Наши исследования показали, что и при существенно бльших энергиях, при изучении состояний ядер со сложной, заранее неизвестной структурой, этот механизм оказывается универсальным инструментом, позволяю щим понять и угловую зависимость дифференциального сечения взаимодействующих частиц, и тонкие детали структуры ядер.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. В.Г. Неудачин, Ю.Ф. Смирнов Нуклонные ассоциации в легких ядрах. М.: Изд-во «Наука», 1969.

2. A.S. Demyanova, T.L. Belyaeva, A.N. Danilov, Yu.A.

Glukhov, S.A. Goncharov, S.V. Khlebnikov, V.A. Maslov, Yu.D. Molchanov, Yu.E. Penionzkevich, R.V. Revenko, M.V.

Safonenko, Yu.G. Sobolev, W.Trzaska, G.P. Tyurin, A Ogloblin Preprint IAE-6470/2. Moscow: Kurchatov Institute, 2007;

in Proceedings of 23rd International Nuclear Physics Conference /Ed. S. Nagamia. Elsevier, 2008, Т. 2. p.489.

3. И.Б. Теплов Изв. АН ССР. Сер. физ. 1971. Т. 35. с. 154.

4. Н.С. Зеленская, И.Б. Теплов Характеристики возбужденных состояний ядер и угловые корреляции в ядерных реакциях.

М.: Энергоатомиздат, 1955.

ДИНАМИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ЛЕГКИХ ЯДЕР Л.И. Галанина, Н.С. Зеленская, И.А. Конюхова, В.М. Лебедев, Н.В. Орлова, А.В. Спасский Научно-ислледовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына ВВЕДЕНИЕ Разработанный И.Б. Тепловым и его учениками метод вос становления спиновой матрицы плотности образованного в ядер ной реакции ядра В* привлекает, прежде всего, своей относи тельной простотой. Метод применим для реакций типа А(х, у)В* и основан на измерении функции угловой корреляции вылетающих частиц у и - излучения, снимающего возбуждение ядра В*, в раз личных плоскостях относительно плоскости реакции [1]. Такой подход позволяет в одном эксперименте, без изменения его мето дики, восстановить полный набор статистических тензоров спи новой матрицы плотности возбужденного ядра. Причем большая часть полученной информации в принципе не может быть изме рена в ходе прямых экспериментов («полный опыт»).

Одной из наиболее интересных, совершенно новых харак теристик возбужденного ядра, определенных в рамках полного опыта, является его динамическая деформация – форма ядра, ко торая задается тензорами ориентации мультипольных моментов ядра [2]. Рассмотрим проблему определения динамической де формации более подробно.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ОРИЕНТИРОВАННОГО ЯДРА Как показано в [1], метод восстановления компонентов k(J*,у) спин - тензоров матрицы плотности ядра В* из экспе риментальных двойных дифференциальных сечений W(,;

у) реакции А(х,у)В* заключается в решении методом наименьших квадратов переопределенной системы линейных уравнений отно сительно величин Ак(у):

W ( y ;

, ) d 2 / d y d =, (1) 1 Pk ( ) cos( ) A k ( y ) = 4 k 2k + Для четно-четных ядер и несмешанного гамма- перехода мульти польности L тензорные величины Аk(у) связаны с k(J*,у) про стыми алгебраическими соотношениями:

Ak ( y ) = (2 L + 1) (1) L +1 L 1 L 1 k k ( y ). (2) В (1, 2) углы у, и определяют направление вылета конечной частицы у и - кванта в сферической системе коорди нат, ось Z которой совпадает с направлением пучка протонов, а плоскость реакции с плоскостью XZ, P () присоединен k ные полиномы Лежандра. Условие нормировки: A00(у)ddу.

Значения ранга k спин - тензоров k(J*,у) определяются соотно шениями k = J* + J* и k = L + L, а проекции могут принимать целые значения от -k до k.

В случае образования четно-четного ядра В* в состоянии 2+ измеренные в трех плоскостях (относительно плоскости реак ции) двойные дифференциальные сечения позволяют восстано вить все четные компоненты спин- тензоров матрицы плотности этого ядра.

Из общих квантово – механических положений [3] следу ет, что форма ядра в стационарных или квазистационарных со стояниях в системе координат, ось Z которой совпадает с осью симметрии ядра, может быть описана с помощью коллективных переменных µ, которые являются коэффициентами разложения отклонения формы ядра от сферы радиуса R0 в ряд по сфериче ским гармоникам:

R (, ) = R0 [1 + µYµ (, )]. (3) µ Коллективные переменные µ с точность до членов второго по рядка пропорциональны соответствующим компонентам Qµ тен зорных операторов мультипольных моментов:

µ 3ZR0 (4) (1) µ +...

Qµ = Если мы рассматриваем квадрупольную деформацию ак сиально-симметричного ядра, то из пяти возможных коллектив ных переменных только одна – 20 отлична от нуля. Величину обычно определяют как параметр деформации. Для аксиально симметричного ядра выражение (3) переписывается в виде:

R = R R0 = Y20 (, = 0) R0 ;

R/R0 = Y20 (, = 0). (5) Подставляя в (5) конкретное выражение для сферической Y20(, 0) функции, получаем:

(3 cos 2 - 1).

R / R0 = (6) 2 Для положительной деформации (эллипсоид вытянут вдоль оси симметрии) 5 Rmax = R( = 0 o ) = R0 ;

Rmin = R( = 90 o ) = R0, так 4 2 что R/R0 = (Rmax –Rmin)/R0 =. Отсюда следует хорошо из 2 вестное соотношение между параметром квадрупольной дефор мации и разностью между большой и малой полуосью эллипсои да [4]:

= Rmax / R0. (7) Для полноты приведем также формулу [4], связывающую параметр квадрупольной деформации с приведенной вероятно стью Е2- перехода из состояния Ji, K в состояние Jf, K одной и той же вращательной полосы (К – проекция полного момента на ось симметрии ядра):

3 2 B ( E 2;

J i J f ) = ZR0. (8) J i K 20 J f K 4 Если мы имеем ориентированную ядерную систему, обра зованную в реакции А(х,у)В*(J*), тензоры мультипольных мо ментов ранга k 2 J* в произвольной системе координат зависят от поляризационных тензоров t k :

J M Qk J M = t k J Qk J, (9) где k t k =. (10) (2k + 1)(2 J + 1) По аналогии с (3) определим поверхность, которую опи сывает полный спин J* ориентированного ядра:

~ ~ R(, ;

y ) = R0 { 1 + N k t k ( y ) k (, ) }, (11) k ~ где углы,, y, как и в случае статической деформации, опре делены в системе координат, ось Z которой направлена по оси ~ симметрии ядра. В системе центра масс угол y связан с y соот ~ ношением y = y +.

Каков физический смысл введенной формы? Хорошо из вестно, что наблюдаемые на эксперименте значения мультиполь ных моментов зависят от спина J* даже в том случае, если ядро не является ориентированным. Для ориентированных ядер поляри ~ зационные тензоры tk( y ) зависят не только от J*, но и от меха низма реакции и тем самым от угла вылета частиц у. На малых углах y 0°, когда переданный импульс становится минималь ным, поверхность (12), по-видимому, должна быть подобна фор ме (3). В случае произвольных углов y форма (11) априори должна быть достаточно сложной и не должна совпадать с фор мой, задаваемой параметрами статической деформации µ.

Можно определить (11) как форму динамической деформации ориентированного ядра. В силу сказанного выше, динамическая деформация должна определяться как статической деформацией ядра, так и механизмом реакции, в которой это ядро образова лось. Представляет интерес рассмотреть характер этой зависимо сти и установить, какой из факторов – статическая деформация ядра или способ образования – является наиболее существенным.

Определим нормировочную константу, входящую в (11).

~ Поскольку, как мы указывали выше, при y = 0° поверхность (11) должна быть подобна (3), для нормировочной постоянной Nk должно выполняться соотношение N k = k 0 / t k 0 (0). (12) Т.е. для вычисления Nk кроме параметра статической деформации необходимо знать значение соответствующего тензора ориента ции ядра при углах вылета частиц, близких к нулю.

2. РАСЧЕТ ТЕНЗОРОВ ОРИЕНТАЦИИ МУЛЬТИПОЛЬНЫХ МОМЕНТОВ ОРИЕНТИРОВАННЫХ ЯДЕР ДЛЯ НЕКОТОРЫХ РЕАКЦИЙ НА ЛЕГКИХ ЯДРАХ ~ Экспериментальные значения tk( y ) рассчитываются по формуле (10) с помощью восстановленных из эксперимента спин тензоров матрицы плотности (формулы (1,2)). Для определения нормировочных множителей (12) необходимо из эксперимента ~ восстанавливать tk( y ) под самыми малыми углами. Экстрапо ляция экспериментальных точек в область таких углов на практи ке может приводить к ошибкам. Поэтому любые качественные ~ теоретические оценки поведения tk( y ) на малых углах оказы ваются весьма полезными.

В дальнейшем подобные оценки будем производить для тензоров ориентации ядер, образованных в реакциях с легкими (х ) частицами.

1. Реакции неупругого рассеяния дейтронов, тритонов, ио нов 3Не, -частиц Неупругое рассеяние легких частиц на четно-четных ядрах с возбуждением состояния со спином J* при небольших y можно рассматривать в рамках коллективной модели, когда возбуждает ся вращательная полоса четно-четного ядра. Согласно [1]:

M ' k ( y ) = (2 J + 1) (1) J M (13) ' J M J M k C J M ( y ), где величины СJ*M* определяются матричными элементами пере хода 0+ J* в коллективной модели. Естественно, что при увели чении угла y выражение (13) становится некорректным, по скольку механизм неупругого рассеяния уже не будет сводиться только к коллективному возбуждению ядра-мишени.

Из (13) непосредственно получаем:

00 ( y ) = C J M ( y ), (14) M M k 0 ( y ) = (2 J + 1) (1) J M (15) J M J M k 0 C J M ( y ).

В результате тензоры ориентации tk0(y), согласно опреде лению (9), имеют вид:

M J M J M k 0 C J M ( y ) (1) J (16) t k 0 ( y ) = M.

2k + 1 C J M ( y ) M Выражение (16) позволяет вычислить тензоры ориентации ~ квадрупольного и гексадекупольного моментов при y = 0° ( y = ) для неупругого рассеяния легких частиц на четно-четных яд рах. Учитывая, что множитель СJ*M* (y) для y =0° ( y = 0) = M 0 C C (0) (17) JM J получаем:

~ J 0J 0 k 0 ;

tk0(y = 0° ( y = )) = (1) J (18) 2k + т.е., как и ожидалось, тензоры ориентации в неупругом рассеянии при y = 0°не зависят от структуры ядра мишени и механизма рассеяния.

В результате для ориентированного ядра в состоянии 2+:

2 t20(y = 0°) = = -0,239;

t40(y = 0°) = = 0,239, (19) 35 т.е. значения и квадрупольного, и гексадекупольного тензоров ориентации при y = 0° совпадают с точностью до знака.

Рис. 1.Угловые зависимости компонентов тензоров ориентации ядра 12С(2+, 4.44 МэВ), образованного в неупругом рассеянии 3He (треугольники) [5], дейтронов (кружки) [6] и протонов (звездоч ки) [7] при Ex= 7.5 МэВ/ нуклон.

Более того, соотношение (18) позволяет утверждать, что зависимость тензоров ориентации tk(y) от угла вылета рассеян ных частиц, по крайней мере, в области малых углов, где основ ную роль играет механизм коллективного возбуждения ядра и компонента множителя СJ*M* (y) с нулевой проекцией момента, должна быть практически одинакова.

На рис. 1 показаны экспериментальные угловые зависимо сти компонентов тензоров ориентации ядра 12С(2+, 4.44 МэВ), обра зованного в неупругом рассеянии 3He, дейтронов и протонов. На малых углах рассеяния подобие тензоров ориентации для всех рас сеянных частиц, хотя и не для всех компонентов, практически вы полняется. При увеличении угла рассеяния спин - тензоры (18) с k = 0 и k 0 имеют различную зависимость от угла y, благодаря влия нию кинематического множителя со значениями проекций M* и вкладу механизмов рассеяния, отличных от коллективного воз буждения.

При образовании в неупругом рассеянии ориентированно го ядра в состоянии 3 значения t20(y = 0°) = = -0,195 и = 0,161, т.е. для состояния 3 тензоры ориен t40(y = 0°) = 7 тации разного ранга при y = 0° различаются и по величине, и по знаку. Уменьшение абсолютных значений тензоров ориентации для J* = 3 вместе с уменьшением октупольной деформации при водит к изменению нормировочной константы по сравнению с неупругим рассеянием с образованием ядер в состоянии 2+.

2. Реакции однонуклонной передачи с образованием ори ентированного ядра в состоянии 2+ В этом разделе мы ограничимся расчетом наиболее важ ной компоненты t20(y =0) тензора ориентации.

Для расчета матричного элемента реакции однонуклонной передачи используем МИВОКОР ([1]). В этом случае для ядер 1р оболочки переданный орбитальный момент l = 1, переданный спин s =. Начальное ядро в основном состоянии может иметь спин JА = 3/2 или. Спин канала j для JА = 3/2 может принимать два значения: 1 или 2, а для JА = – только одно значение j = 1. С учетом этих правил отбора спин - тензоры матрицы плотности четно-четного ядра, образованного в реакции однонуклонной пе редачи, имеют вид 3(2 J + 1) 3 / (1) j + m k ( y ) = j (2 J A + 1)(2s x + 1) jm (20) W (1212 : jk ) 1m1 m' k 1m.

При y =0 в (20) ненулевой вклад дают слагаемые с m = 0.

В результате:

(2 J + 1) { 2j =1 + 2j = 2 } 10 2, 00 (0) = (21а) (2 J A + 1)(2s x + 1) (7 / 2)(2 J + 1) { 2j = 2 2j =1 } 10 2, 20 (0) = (21б) (2 J A + 1)(2s x + 1) так что { 2j = 2 2j =1 } t 20 (0) = S;

S =. (22) { 2j =1 + 2j = 2 } 5 Т.о. для реакций однонуклонной передачи для квадру польной динамической деформации нормировка коллективных переменных зависит от спина канала, а тем самым от механизма реакции и от спина начального ядра. Множитель S, определяю щий значение t20(0), должен вычисляться для каждой такой реак ции в предположении определенного механизма (срыва или под хвата).

С другой стороны, согласно (7.9) из [1], этот множитель может быть связан с заселенностями магнитных подсостояний ориентированного ядра в состоянии 2+:

S = 20( P±1 + P± 2 ) 8. (23) Используя данные о заселенностях магнитных подстояний С(2+) (табл. 7.1. из [1]), по соотношениям (22, 23) можно ядра рассчитать t20(0) для реакций однонуклонной передачи, а тем са мым ввести нормированные коллективные координаты в уравне ние (11), описывающее динамическую деформацию ориентиро ванного ядра.

В таблице приведены значения рассчитанных тензоров ориентации при у = 0° для различных реакций, исследованных на циклотроне НИИЯФ МГУ. В последнем столбце таблицы при ведены значения статической деформации, определенные в на ших работах при сопоставлении экспериментальных значений спин - тензоров матрицы плотности и тензоров ориентации с тео ретическими, рассчитанными в рамках метода связанных кана лов.

Таблица. Тензоры ориентации t20(0°) и параметры статической квадрупольной деформации для различных реакций № Реакция Энергия час- t20(0°) тиц, МэВ Be(d,p)10Be(2+) 1. 12.5;

15.3 -0,147 1. B(t,d)12C(2+) 2. 18;

23 -0,072 _ B(,t)12C(2+) 3. 25;

30 -0,072 -0.5±0. C(p,p)12C(2+) 4. 7.5 -0,239 -0. C(d,d)12C(2+) 5. 15.3 -0,239 -0. C(t,t)12C(2+) 6. 22.4 -0,239 -0. C(,)12C(2+) 7. -0, 1525;

30 -0.55±0. C(t,)12C(2+) 8. 23 -0,167 -0.5±0. N(,t)16O(3-) 9. 30 -0,046 0. O(,)16O(3-) 10. 25;

30 -0,195 0. Нами показана высокая эффективность угловых у-кор реляций для определения статичес кой деформации ядер в возбуж денных состояниях (включая не только величины, но и знаки различных рангов – квадрупольной, октупольной, гексадекупольной).

Для примера на рис. 2 показаны тензоры ориентации квадрупольно го момента ядра 10Ве в состоянии 2+ Рис. 2. Тензоры ориентации квадрупольного момента 10Ве в [8], образованного в реакции Ве(d, состоянии 2+ [8] вместе с теоре тическими кривыми: сплошная p)10Ве, вместе с теоретическими - для положительной, точечная - для отрицательной статиче кривыми, рассчитанными методом ской деформации ядра.

связанных каналов для положительной и отрицательной статиче ской деформации ядра. Как видно из рисунка, при отрицательной деформации расхождение теории с экспериментом носит прин ципиальный характер.

С(2+), На рис. 3 представлены тензоры ориентации ядра образованного в неупругом рассеянии -частиц. Вычисленные значения t20(0°) и t40(0°) правильно передают поведение экспери ментальных tk(0°)при малых углах вылета -частиц.

Рис. 3. Экспериментальные угловые зависимости tk() ядра 12С в состоянии 2+, образованного в неупругом рассеянии -частиц с Е = 30 МэВ. Сплошные кривые – расчет по методу связанных каналов.

3. ДИНАМИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ОРИЕНТИРОВАННЫХ ЯДЕР В СОСТОЯНИИ 2+ Найденные в предыдущем разделе значения тензоров ори ентации под углами y = 0° вместе со значениями стат позволя k ют вычислить нормировочные коэффициенты (12), а тем самым определить форму ориентированного ядра (11) и его динамиче скую деформацию.

На рис. 4 представлена эволюция динамической деформа ции ядра 12С(2+), образованного в неупругом рассеянии -частиц, Рис. 4. Динамическая деформация ядра 12С в состоянии 2+, образованного в неупругом рассеянии -частиц с Е = 30 МэВ при различных углах.

при изменении угла вылета рассеянных частиц. Как следует из рисунка, в случае произвольных форма ядра достаточно слож на и не сводится к эллипсоидальной. В области относительно ма С(2+) имеет гантелеобразную форму и не явля лых углов ядро ется эллипсоидальным телом с осью вращения. При увеличении угла вылета -частицы форма ядра меняется кардинально, ядро имеет вид аксиально-несимметричной фигуры слабо вытянутой или сплюснутой, хотя его статическая деформация остается не изменной. Анализ показывает, что динамическая деформация яд ра 12С(2+), образованного в неупругом рассеянии -частиц, опре деляется в основном квадрупольной компонентой. Вклад гекса декупольной компоненты невелик, хотя ее учет приводит к еще большему усложнению динамической деформации, что хорошо видно в области 12° 18°, а также при = 81°.

На рис. 5 показана динамическая деформация ядра 12С(2+), образованного в неупругом рассеянии дейтронов. Как видно из рисунка, динамическая деформация одного и того же ядра, обра зованного разными способами различается кардинально: если в неупругом рассеянии -частиц динамическая деформация ядра хотя бы при некоторых углах подобна вытянутой эллипсои дальной форме, то в неупругом рассеянии дейтронов ядро 12С(2+) имеет скорее сфероподобную форму, т.е. кластерная структура ядра 12С, которая задает форму 12С(2+) и определяет его статиче скую деформацию на самых малых углах d при увеличении угла рассеяния практически не проявляется. Такое различие в поведе нии динамической деформации может быть связано с тем, что спин дейтрона равен 1, так что структурный мно житель будет зависеть от вклада различных меха низмов неупругого рассея ния, который может ме няться при разных углах d.

Другими словами, динами ческая деформация одного и того же ядра в 2+ состоя нии, образованного в раз ных реакциях, может быть Рис. 5. Динамическая деформация ядра С в состоянии 2+, образованного в неуп совершенно различной.

ругом рассеянии дейтронов с Еd = 30 МэВ при различных углах d.

Итак, мы показали, что динамическая деформация ядра за висит от способа его образования. Возникает вопрос, насколько сильно эта деформация определяется структурой ориентирован ного ядра. С этой целью мы рассчитали динамическую деформа Ве в состоянии 2+, образованного в реакции цию ядра Ве(d,p)10Be (2+) при Еd = 15,3 МэВ (рис. 6). Это ядро имеет два избыточных нейтрона над четно-четным остовом 8Ве и вопрос о том, сказывается ли такая структура этого ядра на его динамиче ской форме, вызывает несомненный интерес. Эволюция динами ческой деформации этого ядра при изменении угла вылета про тонов, продемонстрированная на рис. 6, показывает, что под раз ными углами p динамическая деформация ядра Be позволяет обнаружить различные конфигурации двухнейтронной перифе рии этого ядра. Действительно, при p 30° ядро Ве представ ляет собой некоррелированную систему двух -частиц и двух нейтронов. По-видимому, при этих значениях p нейтронная Рис. 6. Динамическая деформация ядра 10Ве в состоянии 2+, образо ванного в реакции 9Ве(d,p)10Be (2+) при Еd = 15,3 МэВ периферия ядра 10Ве, представляет собой сигарообразную конфи гурацию, в которой каждый из нейтронов достаточно удален от центра масс ядра-остова 8Ве. На углах p 30° динамическая де формация показывает наличие двух сближенных нейтронов на фоне остова 8Ве, т.е. существование динейтронного кластера в нейтронной периферии этого ядра. При больших значениях p динамическая деформация 10Ве усложняется, так что конкретные конфигурации двухнейтронной периферии с ее помощью опреде лить невозможно.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итак, динамическая деформация (11) ориентированного ядра определяется как его статической деформацией, так и меха низмом образования. При этом второй фактор оказывает на ее форму наибольшее влияние.

Далее, форма динамической деформации ориентирован ных ядер – продуктов ядерных реакций достаточно сложна.

Только при малых углах вылета конечных частиц, когда передан ный ядру импульс минимален, динамическая деформация близка к статической форме ядра. При других углах вылета частиц ее форма заранее неочевидна (рис. 4-6). Если ориентированное ядро образуется в ядерной реакции, в которой возможно несколько значений спинов канала, переданных орбитальных моментов, на блюдается тенденция сглаживания поверхности динамической деформации и приближения ее к сфероидной форме. Последнее обстоятельство позволяет понять, почему легкие ядра в ядерных реакциях в большинстве случаев выступают как сферические, а не как деформированные системы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Зеленская Н.С., Теплов И.Б. Характеристики возбуж денных состояний ядер и угловые корреляции в ядер ных реакциях. М.: Энергоатомиздат, 1955.

2. Зеленская Н.С., Теплов И.Б., Изв. АН СССР. Сер. физ.

1990. Т. 54, с. 2183.

3. Айзенберг И., Грайнер В. Микроскопическая теория ядра. Пер. с англ. М.: Атомиздат, 1976. с. 488.

4. Альдер К. Бор О., Хус Т. и др. Изучение структуры яд ра при кулоновском возбуждении ионами. В сб.: Де формация атомных ядер. Пер. с англ. / Под редакцией Л.А. Слива. М.: Изд-во ИЛ, 1958. с. 192.

5. А.В. Игнатенко, В.М. Лебедев, Н.В. Орлова и др. ЯФ.

1994. Т.57, с. 195.

6. Л.И. Галанина, Н.С. Зеленская, В.М. Лебедев и др. ЯФ.

2007. Т. 70, с. 297.

7. А.В. Спасский, В. М. Лебедев, Н. В. Орлова, О. И. Се риков Известия РАН. Сер. физ. 2006. Т. 70, с.1645.

8. В.М. Лебедев, Н.В. Орлова, А.В. Спасский. ЯФ. 1998.

T. 61, c. 1604.

ПРОФЕССОР И.Б. ТЕПЛОВ У ИСТОКОВ КОСМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ А.И. Акишин, Л.С. Новиков Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына И.Б. Теплов внес очень значительный вклад в создание и развитие нового научного направления – космического материа ловедения, в задачи которого входят экспериментальное и теоре тическое исследование процессов, протекающих в материалах и элементах оборудования космических аппаратов (КА) под дейст вием факторов космического пространства (ФКП), изучение вы зываемых воздействием ФКП изменений свойств материалов и характеристик бортовых систем, создание новых материалов, разработка методов и технических средств защиты КА от небла гоприятного воздействия ФКП.

Подготовка к первым экспериментам по имитации воздей ствия космических корпускулярных излучений на материалы и элементы оборудования КА началась в НИИЯФ МГУ по инициа тиве директора института академика С.Н. Вернова в конце 1961 г.

Работы проводились в Лаборатории ядерных реакций (ЛЯР) НИИЯФ МГУ под руководством заведующего лабораторией профессора С.С. Васильева и его заместителя И.Б. Теплова. Вна чале эксперименты осуществлялись на электромагнитном сепара торе, позволявшем получать пучки протонов с энергией до кэВ. Позднее был использован ряд ускорительных установок, созданных в НИИЯФ МГУ под руководством профессора С.С. Васильева: циклотрон У- 120 с энергией протонов до 6,3 МэВ, электростатический ускоритель ЭГ- 8 с напряжением 4 МВ, каскадный генератор КГ- 500 с энергией протонов 100– 500 кэВ.

Организация этих исследований в НИИЯФ МГУ была свя зана с обращением Главного конструктора космической техники С.П. Королева к С.Н. Вернову. Необходимо было выявить наибо лее устойчивые к воздействию космической среды терморегули рующие покрытия, которые наносятся на поверхность КА для обеспечения требуемого теплового режима его корпуса и внут ренних отсеков. Были начаты также исследования работоспособ ности в условиях космического пространства различных мате риалов и элементов КА: фотоэлектрических преобразователей солнечных батарей, элементов системы астронавигации и опти ческого оборудования, электронных и полупроводниковых при боров.

В 1965 г. в НИИЯФ МГУ при активном участии И.Б. Теплова была организована Лаборатория космического ма териаловедения (ЛКМ) под руководством А.И. Акишина. В 1981 г. ЛКМ вошла в состав созданного И.Б. Тепловым Отдела ядерных и космических исследований (ОЯКИ), который он воз главлял до своей кончины в 1991 г.

Рис.1. Профессор И.Б. Теплов в лаборатории По мере развития исследований и усложнения решаемых задач в ЛКМ были разработаны и введены в эксплуатацию раз личные оригинальные имитационные установки: высокочастот ный газоразрядный имитатор ионосферной плазмы, имитатор ультрафиолетового излучения Солнца, ускоритель твердых мик рочастиц для имитации микрометеорных потоков и марсианской пыли, установка для изучения комплексного воздействия ФКП.

Исследования проводились и на электронных ускорителях ИМЕТ им. А.А. Байкова РАН при энергиях электронов 2 и 22 МэВ.

Научная тематика ЛКМ развивалась в следующих основ ных направлениях:

• разработка научно обоснованных методов имитации воздействия космических корпускулярных излучений на материалы и элементы оборудования КА и исследо вание их радиационной стойкости;

• разработка методов имитации воздействия на материа лы ионосферной плазмы и проведение соответствую щих испытаний;

• исследование процессов формирования собственной внешней атмосферы КА и ее воздействия на материалы и элементы оборудования, находящиеся на внешней поверхности аппарата;

• разработка методов имитации потоков космической пыли и изучение воздействия таких потоков на мате риалы.

Уже ко второй половине 1960-х годов были получены важнейшие результаты в этой новой области, получившие высо кую оценку как в нашей стране, так и за рубежом. Предложены и осуществлены рекомендации по повышению радиационной стой кости материалов и элементов бортового оборудования КА. По лучаемые новые данные о поведении материалов в условиях кос мического пространства и разрабатываемые рекомендации, столь необходимые специалистам космической отрасли, публиковались в научно-техническом сборнике «Модель космоса» [1-7], издание которого было начато по инициативе С.Н. Вернова в 1964 г.

Результаты исследований, проведенных в 1962–1978 гг.

А.И. Акишиным и И.Б. Тепловым под руководством академика С.Н. Вернова, вошли в цикл работ, удостоенных Государствен ной премии СССР за 1979 г.

В 1986-1988 гг. с участием профессора И.Б. Теплова был выполнен очень важный цикл работ по изучению механизма электроразрядного разрушения оптических стекол под действием пучка протонов с энергией 100 МэВ. Эксперименты проводились на протонном инжекторе ЛИ-100 Института физики высоких энергий (г. Протвино). Интерес к этой проблеме возник в связи с рассмотрением возможности применения интенсивных направ ленных атомарных и ионных пучков в радиационной технологии и в космосе.

Рис.2. Профессора, Лауреаты Государственной премии СССР:

А.И. Акишин, И.Б. Теплов, Ю.И. Логачев, Е.В. Горчаков (слева направо) В описываемых экспериментах наблюдалась сильная ра диационная электризация стекол с последующим их разрушением за счет возникновения электрического пробоя, вызываемого вне дренным зарядом. При этом мощность разряда составляла 106– 107 Вт, его длительность 10–7–10–6 с, а плотность тока и удельная плотность мощности в разрядном канале достигали 107 Асм–2 и 1011–1012 Втсм–3 соответственно. Таким образом, в указанных условиях происходит своеобразный взрыв радиационно заряженных диэлектриков, что позволяет не только исследовать механизм электрического пробоя и разрушения диэлектриков, но и решать фундаментальные задачи изучения состояния вещества в экстремальных условиях при воздействии концентрированного потока энергии.

С участием И.Б. Теплова создавались исследовательские центры и в других организациях нашей страны. В 1963 г.

С.Н. Вернов принял предложение одного из ведущих конструк торов отечественной космической техники В.Н. Челомея об уча стии НИИЯФ МГУ в разработке научно-технического задания по проекту создания имитационного центра для испытаний изделий космической техники на стойкость к воздействию космических корпускулярных излучений. Ответственным исполнителем этого проекта был определен Физико-технический институт низких температур (ФТИНТ) АН УССР (г. Харьков). Рабочая группа НИИЯФ МГУ, созданная С.Н. Верновым (А.И. Акишин, С.С. Васильев, Ю.А. Воробьев, Е.В. Горчаков, И.Б. Теплов), при няла активное участие в разработке научно-технического задания проекта и осуществлении его сопровождения.

Помимо решения научно-технических задач в области взаимодействия космических корпускулярных излучений с мате риалами КА, И.Б. Теплов много внимания уделял научно организационным вопросам. С 1983 г. по 1991 г. он являлся пред седателем секции № 2 Межведомственного координационного научно-технического совета (МКНТС), ученым секретарем кото рой в период 1965-1991 гг. был А.И. Акишин.

В 1983-1991 гг. секция под руководством И.Б. Теплова выполнила большой объем работ по подготовке Государственных Стандартов по факторам космического пространства (программа «Канопус»). Для реализации этой программы был создан специ альный совет, заместителем председателя которого являлся И.Б. Теплов.

На секции № 2 в то время рассматривался также вопрос о создании базы радиационных испытаний материалов, элементов и оборудования космической техники на существующих в раз личных регионах СССР ионных и электронных ускорителях с высокими энергиями частиц (Москва, Новосибирск, Киев, Харь ков, Гатчина, Протвино, Ужгород). Описанные выше экспери менты на протонном инжекторе ИФВЭ являлись частью про граммы исследований в этом направлении, подготовленной сек цией.

В 1982-1991 гг. в НИИЯФ МГУ под руководством профес сора А.И. Акишина регулярно проводился Всесоюзный семинар «Имитация воздействия космической среды на материалы и эле менты космических летательных аппаратов». В этот период было проведено около 30 заседаний семинара. И.Б. Теплов проявлял большой интерес к работе семинара и оказывал ему поддержку.


Семинар решал две основные задачи:

• осуществлял координацию научных усилий много численных, но разрозненных исследовательских групп, работающих в области исследования воздей ствия космической среды на материалы и оборудо вание КА;

• способствовал разработке идеологии и стратегии в подготовке научно- технических программ по по вышению стойкости и надежности материалов и элементов КА к воздействию космической среды, основные положения которых обсуждались затем на заседаниях секции № 2 МКНТС.

Бурное развитие в 1960-х гг. космических исследований и ракетно-космической промышленности требовало привлечения в конструкторские бюро и научно-исследовательские институты большого числа квалифицированных молодых специалистов. В связи с этим уже в 1965 г. С.Н. Вернов начал интересоваться ор ганизацией подготовки студентов по профилю «Космическое и радиационное материаловедение». В начале 1971 г. удалось нала дить контакт с ректором Московского института электронного машиностроения (МИЭМ) профессором Е.В. Арменским, кото рый активно подключился к решению поднятой проблемы. В МИЭМ была начата подготовка инженеров указанного профиля на кафедрах «Материаловедение электронной техники» и «Физи ческие основы электронной техники». Большой вклад в подго товку учебного процесса внесли сотрудники НИИЯФ МГУ:

С.Н. Вернов, И.Б. Теплов, А.И. Акишин, Л.С. Новиков. Профес сор И.Б. Теплов, будучи уже директором НИИЯФ МГУ, в 1982 1991 гг. читал в МИЭМ курс лекций «Основы космической и ядерной физики». На отделении ядерной физики физического фа культета МГУ, заведующим которого И.Б. Теплов являлся в те же годы, также готовили по индивидуальным планам студентов, специализирующихся в области космического и радиационного материаловедения. Студенты и аспиранты МГУ и МИЭМ прово дили учебные и научные исследования на экспериментальной ба зе НИИЯФ МГУ. В ОЯКИ было выполнено около 20 дипломных работ по этой специализации.

По просьбе ряда ведущих предприятий космической и электронной промышленности на базе МИЭМ в 1978 г. был соз дал отдельный факультет для переподготовки специалистов этих предприятий. За 12 лет был осуществлен выпуск более 100 спе циалистов по новому профилю. На этом факультете читали лек ции И.Б. Теплов, А.И. Акишин, Л.С. Новиков.

К наиболее важным результатам исследований, проведен ных коллективом ОЯКИ под руководством и при непосредствен ном участии профессора И.Б. Теплова, относятся:

• создание методов имитации воздействия различных космических корпускулярных излучений на материалы и элемен ты КА, разработка рекомендаций по ускоренным испытаниям, разработка и внедрение метода получения на ускорителях пучков протонов и электронов со сплошными энергетическими спектра ми, апробация метода имитации комплексного воздействия не скольких ФКП на космические материалы;

• исследование радиационной стойкости кремниевых фотопреобразователей, используемых в солнечных батареях КА и защитных стекол фотопреобразователей, а также радиолюминес ценции оптических стекол разных типов;

• изучение изменения параметров солнечного по глощения терморегулирующих покрытий КА различных типов под действием факторов космического пространства;

• исследование механизмов объемной радиационной электризации диэлектриков при воздействии пучков электронов и протонов с энергией 1-100 МэВ и возникновения электрического пробоя в радиационно-заряженных диэлектриках;

• создание и внедрение метода имитации радиацион ных одиночных сбоев в элементах микроэлектроники с помощью осколков деления радиоактивного изотопа Cf и импульсного лазерного излучения;

• разработка и реализация метода электростатическо го ускорения твердых микрочастиц для имитации воздействия на материалы и оборудование КА космической пыли;

• разработка методики и технических средств имита ции воздействия потоков ионосферного атомарного кислорода на материалы КА, исследование стойкости различных материалов к такому воздействию;

• изучение влияния продуктов собственной внешней атмосферы КА на оптические материалы и элементы;

• создание первой версии физико-математической модели радиационной электризации КА.

И.Б. Теплов на протяжении всей своей научной деятельно сти гармонично совмещал исследования по фундаментальным проблемам ядерной физики и прикладным проблемам радиаци онной стойкости материалов космической техники и пользовался огромным авторитетом среди ученых, работающих в обеих об ластях. В 1990 г. он в качестве одного из ведущих экспертов был приглашен на научную конференцию по радиационной стойкости аппаратуры в Российский федеральный ядерный центр – ВНИИ технической физики имени академика Е.И. Забабахина (г. Сне жинск), а летом 1991 г., всего за несколько месяцев до своей кон чины, активно участвовал в работе международной конференции по радиационной стойкости материалов, проходившей в г. Томске.

До последних дней жизни профессор И.Б. Теплов был уст ремлен в будущее, строил планы дальнейших исследований. В созданном им Отделе ядерных и космических исследований, ко торым с 1993 г. руководит профессор Л.С. Новиков, работы в об ласти космического материаловедения, у истоков которого стоял И.Б. Теплов, получили дальнейшее развитие. Ежегодно выполня ется большой объем экспериментальных и теоретических иссле дований в интересах предприятий космической отрасли, прово дятся перспективные исследования по различным научно техническим программам и грантам. Продолжает работу межве домственный семинар по проблемам космического материалове дения. В 2007 г. вышло в свет новое издание «Модели космоса», подготовка которого была приурочена к отмечавшемуся в 2006 г.

60- летия НИИЯФ МГУ и к 50- летней годовщине запуска Перво го искусственного спутника Земли. Многие сотрудники ОЯКИ за достижения в обеспечении высокой надежности и увеличении сроков службы КА награждены почетными знаками и медалями Федерации космонавтики России.

ЛИТЕРАТУРА 1. А.И. Акишин, С.С. Васильев, С.Н. Вернов, B.C. Николаев, И.Б. Теплов О некоторых вопросах имитации и моделиро вания космической радиации в лабораторных условиях.

Модель космического пространства. / Под ред. акад.

С.Н. Вернова. М.: НИИЯФ МГУ, 1964. с.375-409.

2. А.И. Акишин, Ю.В. Булгаков, С.С. Васильев, С.Н. Вернов, B.C. Николаев, И.Б. Теплов Моделирование радиационно го воздействия. Модель космического пространства. / Под ред. акад. С.Н. Вернова. М.: НИИЯФ МГУ, 1966. T. 2.с. 9 65.

3. А.И. Акишин, Ю.В. Булгаков, С.С. Васильев, С.Н. Вернов, B.C. Николаев, И.Б. Теплов Моделирование радиационно го воздействия космической среды на материалы и аппа ратуру космических объектов. Модель космического про странства. / Под ред. акад. С.Н. Вернова. М.: НИИЯФ МГУ, 1968. T. 2. с.3-41.

4. А.И. Акишин, Ю.В. Булгаков, С.С. Васильев, С.Н. Вернов, B.C. Николаев, И.Б. Теплов Моделирование радиационно го воздействия космической среды на материалы и эле менты искусственных космических объектов. Модель космического пространства. / Под ред. акад. С.Н. Вернова.

М.: НИИЯФ МГУ, 1973. Т. 2. с. 11-55.

5. А.И. Акишин, Ю.В. Булгаков, С.Н. Вернов, B.C. Николаев, И.Б. Теплов Моделирование радиационного воздействия космической среды на материалы и элементы искусствен ных космических объектов,- Модель космического про странства. / Под ред. акад. С.Н. Вернова.М.: НИИЯФ МГУ, 1976. Т. 2.. 42-68.

6. А.И. Акишин, А.П. Александров, Ю.В. Булгаков, С.Н. Вер нов, И.Б. Теплов Моделирование радиационного воздейст вия космической среды на материалы и элементы КА. Мо дель космического пространства. / Под ред. акад.

С.Н. Вернова.М.: НИИЯФ МГУ, 1983. Т. 2. с 91- 116.

ИГОРЬ БОРИСОВИЧ ТЕПЛОВ И РАЗВИТИЕ В НИИЯФ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБЛАСТИ ОБРАБОТКИ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ В.В. Варламов, Б.С. Ишханов Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына Хорошо известно, что основные научные интересы Игоря Борисовича Теплова были связаны с изучением механизмов ядер ных со сложными частицами. Им и его учениками были созданы оригинальные методики для исследования таких реакций в широ ких энергетических и угловых областях вылетающих частиц.

Глубокая физическая интуиция И.Б.Теплова, стремление видеть основные тенденции в развитии эксперимента обусловили его глубокий интерес не только к экспериментальным исследованиям и теоретическим расчетам, но и развитию новых информацион ных технологий в области ядерной физики.

Именно благодаря этой интуиции Игорь Борисович почти 20 лет тому назад активно поддержал идею создания в НИИЯФ Центра данных фотоядерных экспериментов (ЦДФЭ). Соответст вующее предложение поступило в НИИЯФ из Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) в связи с возникшей необходимостью включить в сферу деятельности международно го сообщества работы по сбору, анализу, оценке, интерпретации и распространению фотоядерных данных. Такие работы приме нительно к нейтронным данным, ориентированные, прежде всего, на потребности ядерной энергетики, были начаты в США более 50 лет тому назад. Позднее в связи с появлением широкого круга проблем, связанных, в первую очередь, с необходимостью пере работки ядерных отходов, такие работы начали проводиться на международном уровне и в области данных о реакциях под дей ствием заряженных частиц и тяжелых ионов. Впоследствии на учным сообществом была осознана необходимость включения в сферу этой деятельности и данных под действием фотонов низ ких и средних энергий.

Обращение Секции ядерных данных МАГАТЭ к НИИЯФ базировалось на большом опыте в проведении эксперименталь ных исследований электромагнитных взаимодействий, которые к тому времени были выполнены в Отделе электромагнитных про цессов и взаимодействий атомных ядер (тогда – Сектор фото ядерных реакций) на базе уникального по своим параметрам цик лического электронного ускорителя – бетатрона с максимальной энергией 30 МэВ.

Реализация на этом ускорителе оригинальной, не имевшей аналогов системы изменения энергии электронов, создание целого ряда уникальных высокоэффективных детекто ров различных частиц, разработка совместно с факультетом вы числительной математики и кибернетики МГУ прогрессивной ав томатизированной системы обработки экспериментальных дан ных, основанной на новейших математических методах, проведе ние целого ряда оригинальных теоретических исследований про цессов взаимодействия -квантов с ядрами сделали НИИЯФ од ним из лидеров такого рода исследований не только в СССР, но и в мире.

Организация в НИИЯФ Центра по обработке фотоядерных данных, включенного в международное сотрудничество, откры вала принципиально новые возможности для проведения не толь ко электромагнитных, но и ядерно-физических исследований в целом на качественно новом современном уровне. Это было обу словлено, с одной стороны, подключением к новому направле нию работ с ядерно-физической информацией квалифицирован ных и авторитетных специалистов, а с другой – доступом специа листов Центра, а через него и специалистов института и МГУ в целом ко всем фондам международного сотрудничества в облас ти ядерной физики.

С современных позиций можно отметить, что сочетание огромных массивов данных о ядрах, реакциях и распадах, накап ливаемых мировым сообществом в электронном виде, и развито го программного обеспечения для их обработки способствует превращению баз данных из средств информационного обеспе чения исследований микромира в новый оригинальный инстру мент самих исследований. Возникает возможность формулиро вать вопросы, которые без таких новых информационных техно логий просто не приходили бы исследователям в голову, и, сле довательно, при определенных условиях получать ответы, кото рые являются, по существу, новыми данными, новой информаци ей, а, в конечном счете, и новым знанием.

20 лет тому назад такую перспективу могла рисовать толь ко физическая интуиция Игоря Борисовича. В то время все ком пьютерные расчеты проводились в Научно-исследовательском вычислительном центре МГУ на ЭВМ БЭСМ-4 и БЭСМ-6, а в экспериментальном Секторе фотоядерных реакций имелся лишь один штатный программист. Но Игоря Борисовича активно под держали и другие видные ученые – один из мировых лидеров тех лет в исследованиях электромагнитных процессов профессор Ва лериан Григорьевич Шевченко, признанный авторитет в области работ с информацией академик Андрей Николаевич Тихонов, ректор МГУ Анатолий Алексеевич Логунов. Именно благодаря их поддержке удалось оснастить вновь созданный ЦДФЭ (тогда – Группа анализа фотоядерных данных) современной в то время ЭВМ ЕС-1022, что являлось непременным условием участия в работах международного сообщества по обработке ядерных дан ных. Только благодаря личной поддержке Игоря Борисовича уда лось впервые в НИИЯФ (главный вычислитель института – ЭВМ ЕС-1040 – была запущена много позднее) в кратчайший срок подготовить на площадях экспериментального отдела помещение для ЭВМ, запустить ее в эксплуатацию и организовать работо способный коллектив сотрудников.

Невозможно переоценить вклад, внесенный на этапе ста новления Центра Валерием Викторовичем Сургутановым. Счаст ливо совмещая в себе качества квалифицированного физика и та В.В. Сургутанов у пульта ЭВМ ЕС- лантливого программиста, он разработал многие из тех решений, которые были положены в основу программного обеспечения для создания всех автоматизированных информационных систем Центра. Огромный вклад в установку, запуск и последующую практически безаварийную в течение многих лет эксплуатацию ЭВМ ЕС-1022 внесли высококвалифицированный инженер элек троник Юрий Васильевич Кузнецов и специалист широкого про филя Людмила Федоровна Сопова. Особо следует отметить уча стие в организации и становлении работ по сбору, анализу и оценке фотоядерных данных известных специалистов в области электромагнитных взаимодействий доктора физ.-мат. наук Игоря Михайловича Капитонова и кандидата физ.-мат. наук Ольги Пет ровны Шевченко.

Позднее именно Игорь Борисович стал инициатором включения ЭВМ ЦДФЭ в сеть коллективного пользования ЭВМ МГУ с возможностью использования центральных процессоров больших ЭВМ Научно-исследовательского вычислительного центра и факультетом вычислительной математики и кибернети ки МГУ. Под его руководством в конце 80-х годов во главе с ЦДФЭ была создана Система Центров ядерных данных Минвуза СССР, в которую входили несколько специализированных орга низаций из Москвы, Ростова-на-Дону и Саратова. В ЦДФЭ были созданы разнообразные автоматизированные информационные системы, с помощью которых удовлетворялись запросы на ядер но-физическую информацию сотрудников, студентов и аспиран тов МГУ, а также большого количества сторонних организаций (как внутри страны, так и за рубежом). Регулярно в Издательстве МГУ публиковались информационные бюллетени «Фотоядерные данные», было выпущено большое количество различных сбор ников и аналитических обзоров.

Период конца 80-х и начала 90-х годов, известный про блемами не только в науке и высшей школе, совпал со сменой поколений вычислительной техники. Это создало вначале казав шиеся непреодолимыми трудности с переориентированием больших информационных систем ЦДФЭ с ЕС ЭВМ на малые ЭВМ типа ДВК и «Электроника», а затем и на персональные компьютеры, которые в течение длительного времени не облада ли достаточными вычислительными ресурсами.

Решения огромного количества чрезвычайно трудных тех нических проблем в то время были найдены благодаря активно сти, настойчивости и высочайшей квалификации в области ком пьютерных методов обработки информации кандидата физ.-мат.

наук Владимира Викторовича Сапуненко.

Сохранению достаточно эффективного функционирования ЦДФЭ в тот период также способствовала активная поддержка со стороны Игоря Борисовича. Стремительный прогресс техники и создание Интернет в 90-х годах позволили преодолеть многочис ленные аппаратные и кадровые проблемы и организовать дея тельность ЦДФЭ по обработке ядерных данных на качественно новом уровне.

В настоящее время ЦДФЭ НИИЯФ функционирует в рам ках Сети центров ядерных данных МАГАТЭ, в которую входят 13 организаций из 9 стран (Австрия, Венгрия, Китай, Корея, Рос сия, США, Франция, Япония, Украина), специализирующейся на обработке данных по ядерным реакциям. Исторически родив шийся термин «фотоядерный» в названии центра соответствует области его ответственности и основным обязательствам в меж дународном сотрудничестве – сбор, систематизация, анализ, оценка и распространение данных по реакциям с налетающими фотонами низких и средних энергий. На период начала 2008 года свыше 80 % данных по реакциям под действием фотонов, вклю ченных в международный фонд, подготовлено в ЦДФЭ.

Вместе с тем, как и любой участник международной Сети Центров ЦДФЭ имеет доступ ко всем ядерным (не только фото ядерным) данным, обрабатываемым и анализируемым в ее рам ках. В последние годы ЦДФЭ специализируется на создании больших (полных) реляционных баз самых разнообразных ядер но-физических данных. Они находят широкое применение в фун даментальных и прикладных научных исследованиях, а также в учебном процессе подготовки специалистов достаточно широко го профиля.

На Web сервере ЦДФЭ (http://cdfe.sinp.msu.ru ) пользователям пре доставляются 10 ре ляционных баз дан ных – БД, из которых основными являются:

• «БД по ядерным реакциям» в международной сис теме EXFOR - огром ное количество ха рактеристик (выходы, сечения, функции возбуждения реакций, энергетические, угловые, зарядовые, мас совые и другие распределения частиц-продуктов реакций, поля ризации, анализирующие способности, корреляции и др.) ядер ных реакций под действием самых различных налетающих час тиц – фотонов, нейтронов, заряженных частиц и тяжелых ионов;

• «База ядерно-спектроскопических данных” в меж дународной системе ENSDF (Evaluated Nuclear Structure Data File) – вся информация (энергии, спины, четности, времена жизни, мультипольности, коэффициенты ветвления и смешивания, веро ятности переходов, значения параметра log ft распадов, абсолют но уникальные данные об изоспинах ядерных состояний, квадру польных моментах и деформациях ядер и многое другое) об уров нях всех известных в настоящее время (~ 3500) атомных ядер и переходах между ними;

• БД «Параметры основных состояний ядер» – самые современные данные (распространенности стабильных изотопов или времена жизни нестабильных, атомные массы, дефекты масс, энергии связи, спины, четности, изоспины основных состояний ядер, энергии первых изобар-аналогов и др.) по атомным ядрам в целом;

• БД «Параметры гигантского дипольного резонанса, сечения фотоядерных реакций» – данные по характеристикам (энергия максимума, амплитуда в максимуме, ширина резонанса, интегральные сечения и моменты и другие) гигантских диполь ных резонансов, наблюдаемых в сечениях ядерных реакций под действием -квантов;

• БД «Публикации по ядерной физике» – справочно библиографическая информация по экспериментальным и теоре тическим ядерно-физическим работам из международного масси ва NSR (Nuclear Science References);

• БД «Индекс фотоядерных данных c 1955 г.» – кол лекция справочно-библиографической информации об экспери ментальных работах, посвященных исследованию электромаг нитных взаимодействий ядер, основанная на данных многих ком пиляций;

• электронная «Карта параметров формы и размеров ядер» – данные о квадрупольных моментах Q и параметрах квад рупольной деформации 2 большого числа атомных ядер, в по следнее время дополненные полной систематикой данных о заря довых радиусах ядер;



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.