Ширина Гигантского Дипольного Резонанса средних и тяжёлых ядер

1. Ширина Гигантского Дипольного Резонансасредних и тяжёлых ядер И.М. Капитонов Физический факультет и НИИЯФ МГУ

2. Что будет пониматься под шириной Г Гигантского Дипольного Резонанса (ГДР)?  1 1/2 Е  1 1/2 Е  Е Г энергетический интервал, внутри которого сечение превышает половину его максимального значения

3. Ширина ГДР меняется в широких пределах: 4 – 30 МэВ Она минимальна в сферических ядрах с заполненными оболочками. Для них ГДР представим одиночным резонансом с «магической» шириной 4 – 5 МэВ. У остальных ядер ГДР уширяется за счет различных эффектов.

4. Факторы, формирующиеширину ГДР легких (до А 40 – 50) ядер, достаточно хорошо известны

5. Главным фактором увеличения ширины ГДР по сравнению с магической в легких ядрах (число нуклонов до  50) является конфигурационное расщепление  расщепление Е1-переходов из разных оболочек 1f2p A 1d2s Б A 1p Б 0

6. В отличие от лёгких ядер природа ширины ГДР средних и тяжелых ядер (А  40 – 50) не вполне очевидна и нуждается в дальнейших исследованиях С этой целью в области массовых чисел  40 были проанализированы около 200 экспериментальных фотоядерных сечений для более чем 120 нуклидов, а также данные о свойствах основных и низколежащих состояний этих нуклидов

7. Основной источник информации – Центр Данных Фотоядерных Экспериментов (CDFE) НИИЯФ МГУ Был проанализирован весь экспериментальный материал по сечениям фоторасщепления атомных ядер. Использовались данные экспериментов, как с тормозными, так и с квазимонохроматическими фотонами.

8. Примеры: Г = 10 МэВ Г = 8,1 МэВ Г = 8,4 МэВ Г = 7,0 МэВ Г = 5,5 МэВ

9. Получена следующая систематика ширин ГДР ядер с А40 Магическая ширина

10. Сравним экспериментальные ширины гигантского резонанса с экспериментальными модулями параметров статической квадрупольной деформации ядер

11. Ширина ГДР ядер с А=40-239

12. Рассмотрим ситуацию для ядер с А  120, где имеет место корреляция между ширинами ГДР и модулями параметров деформации ядер 

13. В несферическом аксиальном ядре возникают две расщепленные по частоте (энергии) моды Е1-колебаний, что приводит при большом параметре деформации  к двугорбой форме ГДР (эффект Даноса–Окамото)

14. Влияние несферичности на форму гигантского резонанса изотопов неодима   0,285 0,204 0,152 0,131 0,093 Saclay

15. Влияние несферичности на форму гигантского резонанса изотопов самария Saclay

16. Ширина ГДР несферического ядра дается выражением , гдеМэВ – ширина ГДР сферического ядра, а – уширение ГДР за счёт деформации. При этом тем больше, чем больше, расщепление по энергии двух деформационных мод ГДР, а это последнее пропорционально

17. Проверим степень корреляции между уширениями гигантского резонанса и модулями параметра деформации  в области А  117

18. Экспериментальные ширины ГДР ядер с А  117

19. Экспериментальные ширины ГДР ядер с А  117

20. Добавляем (чёрные точки) ширины ГДР, рассчитанные по подгоночной формулеМэВ

22. Добавляем(синие точки)ширины ГДР, рассчитанные по подгоночной формулеМэВ для нестабильных ядер с А  200 –229

24. Ширины ГДР ядер с А = 116 -239 - ширины фотоядерных сечений, - ширины из параметров деформации Ширины ГДР рассчитывались из параметров деформации  с помощью соотношения МэВ

25. Мы видим, МэВ что подгонку под эксперимент даёт выражение  МэВ. В то же время использование хорошо известной зависимости между радиусом ядра R и энергией Е гигантского резонанса: МэВ МэВ даёт для уширения ГДР аппроксимацию  МэВ.

26. Вывод Основным фактором увеличения ширины ГДР тяжёлых ядер (А  120) по сравнению с магической (4 – 5 МэВ) является отклонение формы ядра от сферической (эффект Даноса–Окамото) и это увеличение пропорционально модулю параметра деформации

27. Область массовых чисел 40 – 120

28. В области А = 40 – 100 корреляция между шириной ГДР и модулем параметра деформации отсутствует

29. Для ядер с А = 40 – 100 корреляция между и отсутствует, что исключает эффект Даноса–Окамотокак главный фактор уширения ГДР ядер этой массовой области. Ядра указанной области относятся к относительно мягким вибрационным ядрам, форма многих из них близка к сферической. В таких ядрах ГДР уширяется за счёт связи Е1-колебаний с колебаниями ядерной поверхности, прежде всего квадрупольными, т. е. за счёт диполь–квадрупольного трения.

30. Для учёта диполь-квадрупольного трения в • формировании ГДР вибрационных ядер • используется динамическая коллективная • модель (Le Tourneux J., Weber H.J., • Huber M.G.,Greiner W., DanosM., 1965-1967). • Этот учёт приводит к расщеплению • коллективного Е1-возбуждения на ряд • переходов, число которых и их энергетический • разброс тем больше, чем «мягче» ядро • (сильнее диполь–квадрупольное трение). • Возникающий при этом разброс Е1-переходов и • определяет уширение ГДР в немагических ядрах.

31. Иллюстрация влияния поверхностных (квадрупольных) колебаний на структуру и ширину ГДР 60Ni Сечение фотопоглощения (сумма фотонуклонных сечений), НИИЯФ МГУ эксперимент 1p1h - расчёт J.B. Seaborn, D. Drechsel, H. Arenhövel, W. Greiner. Phys. Lett., 23, 576, 1966 1p1h + квадрупольные фононы

32. Сравнение экспериментальных ширин ГДР (тёмные точки) с ширинами ГДР, предсказываемыми динамической коллективной моделью (светлые точки и треугольники) – магическая ширина 4 МэВ

33. Вывод Из сравнения экспериментальных и теоретических данных следует, что в интервале массовых чисел А 40 – 120 диполь–квадрупольное трение является основным фактором увеличения ширины ГДР по сравнению с магическим значением 4 МэВ. В указанном интервале массовых чисел за счет этого трения ширина ГДР в среднем возрастает на 3 – 5 МэВ. Оставшаяся часть экспериментальной ширины может быть приписана магической ширине .

34. Благодарю за внимание !