Эффекты преломления в рассеянии ядер 16O тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.16, доктор физико-математических наук Глухов, Юрий Алексеевич

• Глухов, Юрий Алексеевич
• доктор физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Глухов, Юрий Алексеевич

Глава 1. Введение

Глава 2. Методика измерений

2.1. Общая схема измерений

2.2. Системы регистрации заряженных частиц

2.3. Детекторы

2.4. Мишени

Глава 3. Упругое рассеяние 160+12С

3.1. Результаты измерений

3.2. Теоретические методы анализа

3.2.1. Квазиклассический анализ

3.2.2. Анализ в рамках оптической модели

3.2.3. Анализ в рамках фолдинг - модели

3.2.4. Дисперсионный анализ

3.3. Анализ экспериментальных данных

3.3.1. Идентификация радужных минимумов

3.3.2. Систематика <9 min - 1/Е и ее интерпретация

3.3.3. Близость в min соответствующих порядков и их 51 энергетических зависимостей для пар 160+12С и 160+

3.3.4. Экспериментальное исследование свойств динамического 52 поляризационного потенциала и получение информации об энергетической зависимости среднего ядерного поля. Недостаточность фолдинг -модели

3.3.5. Снижение неоднозначности параметров ОП. 57 Влияние поглощения на поведение радужных структур

3.3.6. Одинаковость Jv для систем 12С+12С, 160+12С и ,60+160. 63 «Аномальная ядерная дисперсия»

3.3.7. Условия наблюдения прозрачности в системе ,00+"С

3.3.8. Демонстрация возможности исследования ядро - ядерного 66 взаимодействия на малых расстояниях

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эффекты преломления в рассеянии ядер 16O»

Упругое рассеяние тяжелых ионов обычно рассматривается как краевые соударения, когда взаимодействие ограничено поверхностной областью. Для тяжелых ионов с А=6-20 и энергиями (10-30) МэВ/нуклон картина рассеяния другая. Большинство проведённых с ними измерений угловых распределений упругого рассеяния (УРУР) ограничивалось частью передней полусферы из-за резкого уменьшения величин дифференциальных сечений с углом. Получаемая при этом информация также, в основном, касается поверхностной области. Но если продвинуться в область больших углов, где сечения уменьшаются на 8 порядков по сравнению с передними углами, можно наблюдать эффекты преломления в виде отдельных минимумов и максимумов. Они чувствительны к внутренней части области взаимодействия.

Термин «преломление» взят из оптики. Ярким примером преломления света является атмосферная радуга. Ядерная радуга является ее аналогом. Однако в последние годы появился ряд работ [Brau98, Nic98, MisOO, MisOl, AnnOl], оспаривающих правильность использования термина «радуга» для ядерных процессов. Поэтому в данной работе используется более общее название «эффекты преломления». Тем не менее, согласно сложившейся традиции, в изложении часто используются термины «ядерная радуга», «радужные стуктуры», «рефракционное рассеяние».

Математическое выражение атмосферной радуги на основе волновых представлений дано англичанином Эйри. Оно используется при изучении эффектов преломления в ядерной физике. Это кривая синусоидального типа со слабо меняющимся периодом и амплитудой. В последовательности минимумов и максимумов (экстремумов), называемой радужной или Эйри структурой, различают первичный, соответствующий максимальному углу отклонения, и вторичные экстремумы. В зависимости от положения различают вторичные экстремумы разных порядков. Чем дальше от первичного, тем выше порядок экстремума, и к тем к тем меньшим радиусам взаимодействия он чувствителен. Как правило, минимумы уже максимумов, поэтому обычно определяют их положение 0т{п.

Для наблюдения эффектов преломления необходима достаточная степень прозрачности образовавшейся системы. Она зависит от поглощения, под которым понимается ослабление потока частиц в упругом канале. В чистом виде Эйри структуру можно наблюдать при отсутствии поглощения в атмосфере или атомных столкновениях. В большинстве ядерных процессов есть поглощение, и радужные структуры представляют собой одиночные Эйри экстремумы той или иной степени выразительности в угловых распределениях (УР) на больших углах. Наиболее ярко они проявляются в упругом рассеянии. Их положение и форма определяются свойствами ядерной среды.

Энергия ускоренных ионов выбирается такой, чтобы длина волны, связанная с налетающей частицей, была меньше размера ядра мишени. Этому условию удовлетворяет вышеупомянутый интервал (10- 30) МэВ/нуклон. Ядерную радугу можно рассматривать как результат распространения волны в преломляющей среде по аналогии с оптикой. Аналогия с оптикой позволяет широко использовать квазиклассические представления с понятиями «траектория», «орбитирование», «фокусирование». Все они от частого употребления приобрели характер «физической реальности» и очень полезны в интерпретации результатов квантово - механических расчетов.

При изучении рефракционного рассеяния решаются 2 основные задачи: определение ядро - ядерного потенциала и свойств образовавшейся ядерной материи. Особый интерес вызывает возможность получить информацию о потенциале во внутренней части области взаимодействия. При анализе данных эксперимента используют феноменологический и микроскопический подходы. В первом используется оптическая модель (ОМ). Она описывает динамику рассеяния. При этом обычно работают с объемными интегралами действительной и мнимой частей оптического потенциала (ОП).

В мировой ядерной физике за последние два десятилетия исследованию эффектов преломления посвящена не одна сотня работ. Уже в работе [Gol74] отмечена значимость наблюдения ядерной радуги для уменьшения неоднозначности ОП. Анализ упругого рассеяния альфа частиц с энергией 50

100 МэВ [Del78] и [Вга88] выявил критерии идентификации эффектов преломления и условия их проявления [Kha86, McV86a, McV86b, McV84], В дальнейшем это было сделано для тяжелых ионов [Boh82, Boh85]. Выяснилось, что их энергия должна быть выше определенного предела и поглощение в системе достаточно слабым. Последнее условие выполняется для ионов с массой меньше 20 [Boh93]. Условие сравнительно слабого поглощения ограничивает выбор пары взаимодействующих ядер в пользу сравнительно круглых» ядер - магов и полумагов. Вероятно, поэтому большая часть работ

16 12 связана с использованием ядер О и С. Полученные оптические потенциалы имеют глубокую реальную и мелкую мнимую части [Вга97а].

Обычно использовались симметричные пары 160+160 и 12С+12С. Это связано с трудностью измерения малых величин дифференциальных сечений. Приходится использовать регистрирующие системы с большими телесными углами, при этом ухудшается энергетическое разрешение, связанное с кинематикой реакций. Симметричные системы имеют меньший кинематический разброс, что облегчает условия измерений. Наибольший массив экспериментальных данных получен для системы С + С. Это тоже

1 "У связано с удобством измерений на самоподдерживающейся мишени из С, хотя с точки зрения меньшего поглощения лучше использовать систему i6q+i6q для нее £ыла получена наиболее выразительная картина первичной радуги [Sti89], Однако для симметричных систем угловые распределения упругого рассеяния (УРУР) ограничены углом 90 градусов из - за бозонной симметрии и вблизи этого угла любая структура затушевывается Моттовской интерференцией. Поэтому первичную радугу удается наблюдать при энергиях более 300 МэВ [Sti89], когда она сдвигается вперед. Но на передних углах интенсивно проявляется интерференция Фраунгофера и они могут перекрываться. Как правило, удается наблюдать лишь один минимум с последующим максимумом и экспоненциальным спадом. Из-за сильного

110 поглощения в системе С+ С минимум обычно оказывается невыразительным [Bra82], [Boh85], [Kub83]. Но от степени выразительности Эйри структуры зависит ее чувствительность к параметрам используемых теоретических моделей.

В этих условиях нужны дополнительные исследования, в первую очередь упругого рассеяния, поскольку в нем наблюдаются наиболее яркие картины. Измерения должны быть выполнены в широком интервале энергий и углов, чтобы охватить диапазон радужных структур от первичной радуги до вторичных экстремумов максимально возможно высокого порядка. В каждом угловом распределении (УР) необходимо иметь основной и вторичные экстремумы. Во - первых, существует мнение [McV84], что только наличие нескольких экстремумов является критерием проявления ядерной радуги. Во -вторых, это позволяет наблюдать каждый экстремум в УР при соседних энергиях, выбрав соответствующим образом шаг по энергии. При этом можно проследить их эволюцию с целью однозначной идентификации их порядка, и соответственно, однозначного определения параметров ОП. Но практически получить несколько экстремумов в одном угловом распределении можно только при работе с несимметричными системами, когда массы налетающей частицы и ядра - мишени различны. Ибо при этом есть вдвое больший угловой диапазон, свободный от Моттовской интерференции. Выбор ядра 1бО в качестве одного из сталкивающихся ядер предпочтителен из-за возможности получения меньшего поглощения по сравнению с другими несимметричными системами. Наиболее перспективным представляется изучение 160+12С рассеяния.

В микроскопическом подходе использовалась общепринятая модель ядро -ядерного рассеяния — фолдинг - модель. Неоднократно отмечалось, что она хорошо описывает экспериментальные данные [Вга97а]. При этом наибольший интерес проявлялся к данным 160+160 рассеяния. Но еще в [Kho93] отмечалось, что из-за малого поглощения в этой системе практически не нужна нормировка, учитывающая вклад динамического поляризационного потенциала (Д1111). ДПП дает корректирующую добавку к действительной части ОП, обусловленную действием неупругих каналов и при большем поглощении она может быть большой. Назрела необходимость провести экспериментальное исследование свойств ДПП в широком диапазоне энергий с использованием современного метода анализа - дисперсионных соотношений. Анализ энергетической зависимости потенциала до сих пор сводился к определению его объемных интегралов при каждой энергии. При использовании дисперсионных соотношений между действительной и мнимой частями ОП она проявляется явно. Определение действительной части ДПП позволяет судить об адэкватности процедуры нормировки и оценить вклад ДПП и среднего поля в энергетическую зависимость потенциала. В фолдинг -модели она определяется средним полем.

Согласно общепринятому мнению, формирование радужных структур определяется действительной частью ОП. Представляет интерес исследовать влияние поглощения на их поведение в упругом и неупругом рассеянии. Эти процессы отличаются величиной поглощения и его радиальной зависимостью. Неизвестны причины слабого проявления радужных структур в неупругом рассеянии и реакциях передачи [Boh85].

При столкновении ядер происходит их частичное перекрывание и наложение плотностей [ОегОО]. Это дает возможность изучать влияние плотности среды на ядерное взаимодействие. Массы тяжелых ионов достаточно велики, чтобы можно было говорить о образовании фрагмента протяженной ядерной материи. Различные формы плотностной зависимости дают разные величины постоянной сжимаемости К. Особый интерес представляет изучение уравнение состояния холодной ядерной материи.

Изучение свойств ядерной среды до сих пор сводилось к оценке величины ядерной сжимаемости. Но чтобы можно было сравнивать величины К, полученные для разных систем, необходимо исследовать вопрос зависимости свойств среды от комбинации сталкивающихся ядер. Это можно сделать, используя рассеяние ядер 160 на разных ядрах - мишенях, где можно ожидать возбуждения радужных структур. В качестве мишеней можно использовать такие разные по структуре ядра, как изотопы углерода и 9Ве.

1 /Г

Основную часть работы составляет изучение упругого рассеяния 0+ С. Существовавшие до ее начала экспериментальные данные ограничивались областью передних углов [Bra81, Bra84, Rou85, Вга86] или низкими энергиями [Voo69, Gut73]. После нашей первой публикации появились сведения об измерениях при близких более низких энергиях [NicOO] с сильно осциллирующими угловыми распределениями.

Насколько нам известно, никаких сведений об изучении неупругого рассеяния в этой системе в литературе нет.

•у' 1Л

Помимо О и С ранее делались попытки наблюдения Эйри структур с использованием ядер 14С, 13С, 9Ве, 14N, 180, 20Ne [Boh92] , [Boh82], [Sat83], [Bra90], [Nic98], [Boh93], Во всех случаях наблюдалось или слабое проявление последних или их полное отсутствие. В ряде случаев это можно объяснить неоптимальным выбором энергии или комбинации ядро- ядро.

В литературе неоднократно затрагивался вопрос о предельных величинах масс сталкивающихся ядер, когда еще можно наблюдать радужные структуры. В [Boh93] был сделан вывод, что она не наблюдается при А> 20. Но при этом был сделан неоптимальный выбор энергии и комбинации ядро- ядро (20Ne+12C). Представляет интерес поиск радужных структур для пары 160 + 40Са. Система из двух двойных магов может дать умеренное поглощение при взаимодействии. По этой же причине околобарьерное рассеяние О, С + РЬ может дать сведения о поглощении в тяжелой системе и возможности существования квазимолекулярных состояний. Последнее важно при изучении механизма кластерной радиоактивности. Но для этого нужны измерения вплоть до самых задних углов, чтобы почувствовать ядерное взаимодействие на расстояниях максимально возможного сближения. В имеющихся литературных данных [Vid77], [Lil85] измерения, чаще всего, заканчиваются на Френелевском спаде.

Согласно выработанной программе, работа состоит из следующих этапов:

1. Измерения угловых распределений упругого рассеяния 160+12С при 7 значениях энергии ядер 1бО в диапазоне 132-281 МэВ.

2. Измерения угловых распределений неупругого рассеяния 1бО+12С для уровня 2+ 4.44 МэВ ядра 12С при 6 значениях энергии ядер 160 в интервале 132-281 МэВ.

3. Измерения угловых распределений упругого рассеяния ядер 1бО на ядрах - мишенях 14С, 13С и 9Ве при Е=132 МэВ и 40Са при Е=281 МэВ .

4. Измерения угловых распределений упругого рассеяния ядер 12С и ,60 на

ЛАП ядре РЬ при энергиях, соответственно, 75,7 и 95 МэВ.

5. Измерение угловых распределений реакций передачи 13C(16O,15N)14N0.0 14C(160,14N)15N0.o и 14C(160,14N)15N5.3 при энергии 160 132 МэВ.

6. Теоретический анализ полученных результатов.

Диссертация состоит из 5 глав, введения и заключения. Во второй главе изложена методика измерений. Третья максимальна по объему и посвящена

16 12 упругому рассеянию ядер О на ядре С. В ней изложены теоретические методы анализа, экспериментальные данные и полученные результаты. Четвертая глава посвящена упругому рассеянию ядер 160 на ядрах 14С, 13С и 9Ве. В пятой описываются граничные условия проявления радужных структур. В шестой приводятся результаты околобарьерного рассеяния ядер

1 л | S ^ЛО

С и О на ядре - мишени РЬ. В заключении приведены основные результаты работы.

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ

Экспериментальная часть работы заключалась в измерении дифференциальных сечений рассеянных частиц, ядер отдачи, продуктов реакций передачи с минимальной величиной 60 нанобарн/стерадиан. if лл

Использовались пучки ионов О, Си Ne. Угловые распределения охватывали диапазон углов не меньше чем 100 градусов в системе центра масс (с.ц.м.), а в ряде случаев до 170 градусов.

Заключение диссертации по теме «Физика атомного ядра и элементарных частиц», Глухов, Юрий Алексеевич

Основные результаты и новые данные опубликованы в следующих статьях:

1. А.А. Ogloblin, Dao Т. Khoa, Y. Kondo, Yu. A. Glukhov, A.S. Dem'yanova, M.V. Rozhkov, G.R. Satchler and S.A. Goncharov. Pronounced Airy structure in elastic 160+12C scattering at Elab=132 MeV. // Phys. Rev. С V 57 N 4 (1998) p. 1797-1802.

2. A.A. Ogloblin, Yu. A. Glukhov, W.H. Trzaska, A.S. Dem'yanova, S.A. Goncharov, R. Julin, S.V. Khlebnikov, M. Mutterer, M.V. Rozhkov, V.P. Rudakov, G.P. Tiorin, Dao T. Khoa and G.R. Satchler. New measurement of the refractive, elastic 160+12C scattering at 132, 170, 200, 230 and 260 MeV incident energies. // Phys. Rev. С, V. 62, 044601 p. 1- 9.

3. A.A. Ogloblin, K.P. Artemov, Yu.A. Gloukhov, A.S. Dem'yanova, V.V.Paramonov, M.V. Rozhkov and V.P. Rudakov. Study of cluster emission barrier

1 9 ЛЛО in С + Pb elastic scattering and possible observation of quasimolecular

Ill configuration . // Proceedings of the conference: Structure of the nucleus at the dawn of the century, Bologna, Italy 29 May - 3 June 2000 p. 409-412.

4. Yu.A. Gloukhov, S.A. Goncharov, W.H. Trzaska, A.S. Dem'yanova, R. Julin, A.A. Ogloblin, M.V. Rozhkov. Pronounced Airy - structure in elastic ,60+,2C scattering at Eiab= 200 MeV. // Proceedings of the conference: Structure of the nucleus at the dawn of the century, Bologna, Italy 29 May - 3 June 2000 p. 431- 434.

5. В.П. Рудаков, К.П. Артёмов, Ю.А. Глухов, С.А. Гончаров, А.С. Демьянова,

A.А. Оглоблин, В.В. Парамонов, М.В. Рожков. Упругое рассеяние ядер 12С+208РЬ и 16О+208РЪ и форма потенциального барьера. Известия АН. Сер. физ. 2001, том 65, № 1, с. 56-59.

6. Ю.А. Глухов, В. Трашка, А.С Демьянова, А.А. Оглоблин, М.В. Рожков, Р. Юлин. Эйри структура в упругом рассеянии 0+ С при энергии 8-18 МэВ/нуклон. Известия АН. Сер. физ., 2001, том 65, № 5, с. 647-650.

7. С.А. Гончаров, Ю.А. Глухов, А.С Демьянова, А.А. Оглоблин, М.В. Рожков,

B.П. Рудаков, В. Трашка, Р. Юлин. Энергетическая зависимость поглощающего и преломляющего компонентов ядро- ядерного потенциала из анализа данных по упругому рассеянию лёгких ядер. Известия АН. Сер. физ., 2001, том 65, № 5, с. 651-655.

8. А.А. Ogloblin, Yu. A. Glukhov, W.H. Trzaska, K.P. Artemov, A.S. Dem'yanova, S.A. Goncharov, V.V. Paramonov ,M.V. Rozhkov, V.P. Rudakov. Study of 160+12C and 160+,4C elastic scattering. // Proceedings of International Physics Conference INPC 2001, USA Berkeley 30 July - 3 August 2001, p. 628-632.

9. С.А. Гончаров, Ю.А. Глухов, А.С Демьянова, А.А. Оглоблин, М.В. Рожков,

В.П. Рудаков, В. Трашка. Энергетическая зависимость характеристик упругого 16 12 6 • 12 рассеяния 0+ С и Li+ С и дисперсионный оптический анализ. Известия АН. Сер. физ., 2003, том 67, № 1, с. 72-79.

10. А.С Демьянова, Ю.А. Глухов, В. Трашка, К.П. Артёмов, Г. Болен, С.А. Гончаров, Р. Юлин, В.В. Парамонов, М.В. Рожков, В.П. Рудаков, В. фон Эртцен, А.А. Оглоблин. Исследование упругого рассеяния ядер 160+14С. Известия АН. Сер. физ., 2003, том 67, № 1, с. 80-84.

11. А.А. Оглоблин, С.А. Гончаров, Ю.А. Глухов, А.С. Демьянова, М.В. Рожков, В.П. Рудаков и В.Х. Трашка. Ядерная радуга в рассеянии и реакциях и ядро -ядерное взаимодействие на малых расстояниях. Ядерная физика, т. 66, №8, 2003, с. 1478-88.

В заключение автор считает приятным долгом сердечно поблагодарить тех людей, которые сделали возможным проведение представленной работы. Непосредственным участием в работе, плодотворными обсуждениями, организацией сотрудничества неоценимую помощь оказали А.А. Оглоблин, которому принадлежит идея данной работы, К.П. Артемов, С. А. Гончаров, А.С. Демьянова, Dao Т. Khoa, В.В. Парамонов, М.В. Рожков, В.П. Рудаков, W.H. Trzaska.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе исследовались эффекты преломления в упругом и неупругом рассеянии тяжелых ионов, которые наблюдались на спаде угловых распределений с величинами дифференциальных сечений сотни нанобарн/стерадиан. Использование несимметричных систем позволило расширить возможности эксперимента по сравнению с ранее используемыми симметричными системами. Выбор ядра 160 в качестве одного из сталкивающихся ядер обеспечил условия меньшего поглощения, чем в других несимметричных системах. Эффекты преломления в нашем случае

1 f\ 10 проявляются сильнее, а радужная структура в УР 0+ С при энергии 200 МэВ по степени выразительности не имеет аналогов в мировой систематике рефракционного рассеяния тяжелых ионов.

В работе решались две основные задачи: изучение ядро - ядерного потенциала и исследование свойств ядерной материи, образовавшейся при столкновении. Основная масса данных для решения первой задачи была получена в упругом рассеянии 160+12С при энергиях 132-281 МэВ. В экспериментальном плане выбор этого диапазона позволил охватить широкий спектр выразительных радужных экстремумов от первичной радуги до вторичных экстремумов четвертого порядка. Исследования, проведенные зарубежными коллаборациями при меньших и больших энергиях, не расширили диапазона наблюдаемых радужных структур.

В теоретическом анализе использовались микроскопический и феноменологический подходы. В феноменологическом анализе исследовалась 1 (\ 1 динамика 0+ С рассеяния. Была обнаружена близкая к линейной зависимость положения Эйри минимумов от обратной энергии и дана ее интерпретация. Высокая чувствительность рефракционной части угловых распределений к параметрам ОП дала возможность однозначной идентификации радужных структур и практически однозначного определения

1А 1 параметров потенциала. Особенности 0+ С рассеяния позволили продемонстрировать влияние поглощения на формирование радужных структур, обычно считавшееся прерогативой действительной части ОП. Связь двух частей потенциала проявляется при изучении его энергетической зависимости в рамках дисперсионного анализа. Примером является «аномальная ядерная дисперсия» [Dem97]. В работе установлена зависимость этого эффекта от скорости сталкивающихся ядер и его возможная связь с гигантскими резонансами.

Для выбранного диапазона энергий характерно перекрывание сталкивающихся ядер и наложение плотностей [ОегОО]. Феноменологический анализ показал, что наблюдаемые радужные структуры чувствительны к радиусам взаимодействия до 1.6 ферми. Способность эффектов преломления зондировать глубинные слои ядра дала возможность изучения плотностной зависимости эффективного нуклон- нуклонного взаимодействия, используя микроскопический подход. При этом основным инструментом была общепринятая модель ядро - ядерного рассеяния - фолдинг - модель. Лучшее описание экспериментальных данных получено со степенной формой плотностной зависимости BDM3Y1.

Однако сравнение результатов изучения динамики рассеяния 0+ С в обоих подходах привело к заключению о недостаточности фолдинг модели: неверной идентификации порядка Эйри минимумов. Исследование энергетической зависимости динамического поляризационного потенциала (ДПП) в рамках дисперсионого анализа показало, что общепринятая процедура нормировки для учета ДПП в фолдинг-модели является чересчур упрощенным подходом. Она правомерна только при малой величине ДПП. Оказалось, что в рассеянии 0+ С энергетическая зависимость ядро - ядерного потенциала определяется в большей степени действительной частью ДПП, чем средним полем. Полученная из дисперсионного анализа эмпирическая форма среднего поля отличается от полученной в фолдинг модели.

Вторая часть работы посвящена изучению свойств ядерной материи. Проведено изучение радужного рассеяния ядер 1бО с Е=132 МэВ на изотопах углерода 14С, 13С, 12С и слабосвязанном ядре 9Ве. Впервые обнаружены выразительные радужные экстремумы на ядрах не альфа - частичной природы. При этом продемонстрирована важность оптимального выбора энергии налетающих частиц и комбинаций сталкивающихся ядер.

При выбранных энергиях процесс рассеяния можно представить как преломление волны в полупрозрачной ядерной среде. Обнаружена независимость преломляющих свойств среды от комбинации ядро - ядро. Это позволяет сравнивать величины постоянной сжимаемости ядерной материи К, полученные для разных систем.

Определена величина ядерной сжимаемости из данных упругого рассеяния 160+12С, используя для описания данных разные виды плотностной зависимости эффективного нуклон-нуклонного взаимодействия. Проведен анализ возможности получения в рефракционном рассеянии эмпирического уравнения состояния холодной ядерной материи в диапазоне плотностей до 2/v В [Kho93] показано, что максимальная чувствительность к различным вариантам плотностной зависимости наблюдается при р> р0и Е=( 10-30) МэВ/нуклон. Эти условия выполняются для нашего эксперимента. Получена эмпирическая зависимость величины объемных интегралов действительной части ОП от плотности ядерной среды при рассеянии ядер 1бО на мишенях 9Ве, 12С, 13С и ,4С.

Изучение неупругого рассеяния и реакций передачи оставило открытым вопрос о причине слабого проявления эффектов преломления в этих процессах. Их трудно объяснить большим, чем в упругом рассеянии, поглощением.

В заключительной части работы эффекты преломления используются для

12 16 208 изучения взаимодействия ядер Си Ос тяжелым ядром Рв и возможности возбуждения экзотических квазимолекулярных состояний. Это важно для объяснения явления кластерной радиоактивности. С этой целью проведено исследование околобарьерного упругого рассеяния ядер 12С и 1бО на ядре 208Рв. Была наблюдена аномальная для этих условий прозрачность до глубины около 6 ферми.

Основные положения и новые результаты, выносимые на защиту:

1. Первое систематическое исследование упругого и неупругого рассеяния в несимметричных комбинациях сталкивающихся ядер (на примере 0+ С).

2. Установление основных особенностей и закономерностей рефракционного рассеяния тяжелых ионов:

1) первое прямое наблюдение и идентификация вторичных радужных структур вплоть до 4-го порядка;

2) демонстрация возможности исследовать ядро - ядерное взаимодействие в столкновениях тяжелых ионов до расстояний 1.6 ферми;

3) практически однозначное определение параметров оптического потенциала;

4) обнаружение систематики втт- 1/Е и ее интерпретация;

5) изучение влияние поглощения на поведение радужных структур в упругом и неупругом рассеянии.

3. Обнаружение независимости преломляющих свойств ядерной среды от типа комбинации ядро-ядро:

1) одинаковость радужных структур в рассеянии ядер 160 на изотопах углерода;

2) близость соответствующих порядков и их энергетических зависимостей у систем 160+12С и 160+160;

3) одинаковые величины Jv в системах 160+12С, 160+1б0 и 12С+12С;

4. Первое наблюдение недостаточности общепринятой модели ядро - ядерного рассеяния (фолдинг - модели) при анализе рассеяния тяжелых ионов.

5. Первое экспериментальное исследование свойств динамического поляризационного потенциала в широком диапазоне энергий и получение информации об энергетической зависимости среднего поля.

6. Первое подтверждение и дальнейшее изучение эффекта «аномальной ядерной дисперсии» в рассеянии тяжелых ионов, установление его зависимости от скорости сталкивающихся ядер и возможной связи с гигантскими резонансами.

1 /

7. Определение величины ядерной сжимаемости из данных о рассеянии 0+ С и анализ возможности использования радужного рассеяния для получения эмпирического уравнения состояния холодной ядерной материи.

8. Первое исследование околобарьерного упругого рассеяния до сечений 10"4 от резерфордовского (на примере

С, 10(ЖивРЬ) и наблюдение аномальной прозрачности ядерного вещества в этих условиях.

Новизна полученных результатов и научных положений:

1. Впервые проведено систематическое исследование упругого и неупругого рассеяния в несимметричных комбинациях сталкивающихся ядер (на примере 160+12С).

2. Впервые проведено экспериментальное исследование свойств динамического поляризационного потенциала в широком диапазоне энергий.

3. Измерены сечения упругого рассеяния ядер 160 на ядрах - мишенях 14С, 13С и 9Ве при энергии 132 МэВ.

4. Обнаружена независимость преломляющих свойств ядерной среды от выбора комбинации ядро-ядро.

5. Обнаружены выразительные радужные структуры при рассеянии ядер 160 на ядрах не альфа - частичной природы.

6. Обнаружена аномальная прозрачность ядерной среды в околобарьерном

16 12 208 рассеянии О и С на тяжелом ядре РЬ.

Работа находится в процессе дальнейшего развития. Проведены измерения сечений упругого рассеяния 160+12С при Е=330 МэВ, которые подтвердили правильность идентификации первичной радуги при Е=281 МэВ. Планируется измерение УРУР 1бО+,4С при Е=281 МэВ. Планируется провести измерения УРУР 16О+40Са при нескольких энергиях.

Полученные в данной работе результаты уже использованы в ряде работ, часть которых опубликована [MisOl, AnnOl].

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Глухов, Юрий Алексеевич, 2003 год

1. Ama80. R.D. Amado, J.P. Dedosider, F. Lenz, Phys. Rev. С 21 (80) 641 AnnOl] R. Anni, Phys. Rev. С V. 63, 031601 [Atz96] U. Atzrott, Phys. Rev. С V. 53, (1996) 1336

2. Bin75. H.G. Bingham, M.L. Halbert, D.C. Hensley, E. Newman, K.W. Kemper and L.A. Charlton, Phys. Rev. С 11 (1975) 1913

3. Boh82. H.G. Bohlen, M.R. Glover, G. Ingold, H. Lettau and W. Von Oertzen, Zeit. Phys. A 308 (1982) 121

4. Boh92. H.G. Bohlen, B. Gebauer, Ch. Langner HMI Ann. Rep. HMI-B-507, Berlin, Germany, 1992, p. 57.

5. Boh93. H.G. Bohlen, E. Stiliaris, B. Gebauer H. Lettau, W. Von Oertzen, M. Wilpert, T. Wilpwert, A. Ostrovski, Dao. T. Khoa, A.S. Demyanova and A.A. Ogloblin, Zeit. Phys. A 346 (1993) 189

6. Bra81. M.E. Brandan and A. Menchaca Rocha, Phys. Rev. С 23 1272 (1981) Bra82] M.E. Brandan Phys. Rev. Lett. 49, (1982) 1132

7. Bra86. M.E. Brandan, A. Menchaca Rocha, M. Buenerd, J. Chauvin, P. DeSaintignon, G. Duhamel, D. Lebrun, P. Martin, G. Perrin and J.Y, Hostachi, Phys. Rev. С 34 (1986) 1484

8. Bra88. M.E. Brandan, S.H. Fricke and K.W. McVoy, Phys. Rev. С 38 (1988) 673 Bra90] M.E. Brandan, S. Soberano, E. Belmont Moreno, A. Menchaca - Rocha, M. Gonin, R. Wada and J.W. Natowitz, Phys. Rev. С 42 (1990) 2236

9. Bra90a. M.E. Brandan, M. Rodrigez-Villafuerte, and Ayala, Phys. Rev. С V. 41 (1990)1520

10. Bra96. M.E. Brandan, M.S. Hussein, K.W. McVoy, G.R. Satchler, Comments Nucl. Part. Phys. V 22, 2, (1996) 77

11. Ber88. G.F. Bertsch and S. Das Gupta, Phys. Rep. 160 (1988) 198

12. Bri77. D.M. Brink and N. Takigawa, Nucl.Phys. A 279, (1977) 159

13. Bro91. R.A. Broglia and A. Winther, Heavy-Ion Reactions (Addison-Wesley,1. Redwood City, 1991)

14. Buc89. B. Buck and A.C. Merchant Phys. Rev. С V. 39 (1989) p. 2097 Bue84] M. Buenard, A. Lorkins , Nucl. Phys. A 424 (1984) 313 [Cam78] X. Campi and A. Boussy, Phys. Lett. В 73 (1978) 263 [CERN] CERN Program Library 250

15. Cha85. A.K. Chaudhuri, D.N. Basu, B. Sinha, Nucl. Phys. A 439 (1985) 415 Cha86] A.K. Chaudhuri and B. Sinha, Nucl. Phys. A 455 (1986) 169 [Cra76] J.G. Cramer, R.M. Devries, D.A. Goldberg, M.S. Zisman and C.F. Maquire, Phys. Rev. С 14(1976)2158

16. Dem95. A.S. Dem'yanova, Yu.A. Gloukhov, S.A. Goncharov, A.A. Ogloblin, M.V. Rozhkov, International Conference on exotic nuclei and Atomic Masses, Aries, France, (1995) p. 401

17. Fri88. S.H. Fricke, M.E. Brandan, R.W. McVoy, Phys. Rev. С V 38, (1988) 683 For59] K.W. Ford and J.A. Wheeler, Ann. Phys. (N.Y.) 7 (1959) 259 [Ful75] R.C. Fuller, Phys. Rev. С 12, 1561 (1975) [Gao97] C. Gao and Y. Kondo, Phys. Lett. В 408 (1997) 7

18. GloOla. Yu.A. Glukhov, K.P. Artemov, A.S. Dem'yanova, A.A. Ogloblin, M.V. Rozhkov, V.P. Rudakov, S.A. Goncharov, INPC 2001 Abstracts of International

19. Nuclear Physics Conference "Nuclear Physics in the 21-st century", University of California Berkeley USA, July 30 August 3, 2001, p. 301

20. Gon98. S.A. Goncharov, A.S. Dem'yanova, A.A. Ogloblin, ENAM'98, Bellaire, Michigan, USA, June 23 27, 1998 /Eds. B.M. Sherril, D.J. Morrisey, C.N. Davids. Woodburi, N.Y.: AIP, 1998 p. 510

21. GonOl. C.A. Гончаров, Ю.А. Глухов, A.C Демьянова, A.A. Оглоблин, M.B. Рожков, В.П. Рудаков, В. Трашка, Р. Юлин, Изв. АН РФ сер. физ. том 65 №5 (2001)651

22. GriOl. К.А. Гриднев, С.И. Фадеев, Изв. АН. РФ, сер. физ. т. 65 (2001) 69 Gut73] Н.Н. Gutbrod, R. Bock, W.von Oertzen, Z. Phys. 262 (1973) 377 [Hod66]n.E. Ходгсон Оптическая модель упругого рассеяния, Атомиздат Москва (1966) стр. 10-11

23. Hus84. M.S. Hussein and K.W. McVoy, Prog. Part. Nucl. Phys. 12 (1984) 1031.m99. V. Ismail, M.M. Osman and F. Salah, Phys. Rev. С 60 (1999) 0376031.o57. G. Igo and R.M. Thaler, Phys. Rev. 106 (1957) 126

24. Jac75. J.D. Jackson, Classical Electrodinamics (Wiley, NY, 1975) ch. 7

25. Kha86. H. M Khali, K. W. McVoy, M.M. Shalaby, Nucl. Phys. A 455 (1986) 100

26. Kho86a. Д.Т. Kxoa, O.M. Князьков, Препринт ОИЯИ P4-86-814, Дубна, 1986

27. Kho86b. Dao Tien Khoa, Knyazkov O.M. JINR preprint, E4-86-755, Dubna, 1986.

28. Kho88. D.T. Khoa, Nucl. Phys. A 484 (1988) 376

29. Kho90. D.T. Khoa, A. Faessler and N. Outsuka J. Phys. G16 (1990) 1253

30. Kho91. D.T. Khoa, W. von Oertzen, A. Fassler, M. Ermer and H. Clement, Phys.1.tt. В 260 (1991) 278

31. Kho93. D.T. Khoa and W. von Oertzen, Phys. Lett. В 304 f 1993) 8

32. Kho94. D.T. Khoa, W. von Oertzen and H.G. Bohlen Phys. Rev. С 49 (1994) 1652

33. Kno76. J. Knoll and K. Schaeffer, Ann. Phys. (N.Y.) 97 (1976) 307

34. Kob84. A.M. Kobos, B.A. Brown, R. Lindsney and G.R. Satchler, Nucl. Phys.1. A425(1984) 205

35. MisOO. F. Mishel, F. Brau, G. Reidemeister, S.Oncubo, Phys. Rev. Lett. V. 85, N 9, (2000) 1823

36. MisOl. F. Mishel, G. Reidermeister, S. Oncubo, Phys. Rev. С V 63 034620 Mul80] R.H. Muller, Zeit. Phys. A 295 (1980) 79

37. Nad88. A. Nadasen, M. McMaster, G. Gunderson, A. Judd, S. Villanueva, P. Schwandt, J.S. Winfield, J. van der Plicht, R.E. Warner, F.D. Becchetti and W. Janecke, Phys. Rev. С 37, (1988) 132

38. Nag85. M.A. Nagarajan, C.C. Mahaux and G.R. Satchler, Phys. Rev. Lett. 54 (1985)1136

39. Nic98. N.P. Nicoli, thesis, Strasburg, 1998 (Int. Rep. Ires 98-16) Nic99] M.P. Nicoli, F. Haas, F. Freeman, N. Aissnoi, A. Elanique, K. Nourier, A. Morsad, S. Szilner, Z. Basrak, M.E. Brandan, G.R. Satchler, Phys. Rev. С V 60 (1999)064608

40. NicOO. M.P. Nicoli, F. Haas, K.P. Freeman, S. Szilner, Z. Basrak, A. Morsad, G.R.

41. Satchler and M.E. Brandan, Phys. Rev. С V 61, 034609

42. OerOO. W. Oertzen, D.T. Khoa, Y.G. Bohlen Europhysicsnews 31/2 (2000) 5

43. Ogl98. A.A. Ogloblin, Dao T. Khoa, Y. Kondo, Yu. A. Glukhov, A.S. Dem'yanova,

44. M.V. Rozhkov, G.R. Satchler and S.A. Goncharov, Phys. Rev. С V 57 N 4 (1998)1797

45. Pet69. F. Petrovich, H. McManus, V.A. Madsen and J. Atkinson, Phys. Rev. Lett 22 (1969) 895

46. Pol83. G. Pollarolo, К. Broglia, A. Winther, Nucl. Phys. A 406 (1983) 369

47. Put77. L.W. Put and A.M. Paahs, Nucl. Phys. A 291 (1977) 93

48. Raz77. E. Razzar, J.R. Lien, G. Lovhoiden, P. Kllinhenz, C. Ellegaard, J.

49. Bjerregaard, P. Knudsen, J.R. Recstad, Nucl. Phys. A 280 (1977) 1

50. Ray81. J. Raynal, Phys. Rev. С V 23 (1981) 2571

51. Rou85. P. Roussel, N. Alamanos, F. Auger, J. Barrette, B. Berthier, B. Fernandez and L. Papineau, Phys. Rev. Lett. 54 (1985) 1779

52. Rou87. P. Roussel-Chomas, N. Alambos, F. Auger, J. Baretti, B. Berthier, B. Fernandez and L. Pappinear, Phys. Lett. В V 185 (1987) 29

53. Rou88. P. Roussel-Chomas, N. Alambos, F. Auger, J. Baretti, B. Berthier, B. Fernandez and L. Pappinear, Nucl. Phys. A 477 (1988) 345

54. Sak84. Y. Sakuragi and М. Kamimura, Phys. Lett. (1984) 307

55. Sak87. Y. Sakuragi, Phys. Rev. С 35, (1987) 2161

56. Sat76. G. R. Satchler and W.G. Love, Phys. Lett. В 65 (1976) 415

57. Sat79. G.R. Satchler and W.G. Love, Phys. Rep. 55 (1979) 183

58. Sat83. G.R. Satchler, C.B. Fulmer, R.L. Auble, J.B. Ball, F.E. Bertrand, K.A. Erb,

59. E.E. Gross and D.C. Henseley, Phys. Lett. В 128 (1983) 147

60. Sat83a. G.R. Satchler , Direct Nuclear Reactions (Oxford Univ. Press, Oxford, 1983)

61. Sat91. G.R. Satchler, Phys. Rep. V 199 N 3 (1991) 149 Sat94] G.R. Satchler, Nucl. Phys. A 574 (1994) 575

62. Sch81. P. Schwandt, W.W. Jacobs, M.D. Kaitchuk, P.P. Singh, W.D. Ploughe, F.D. Bechetti and J.W. Janecke, Phys. Rev. С 24 (1981) 1522

63. Shi97. B.M. Шилов Материалы 6-й Международной школы семинара

64. Физика тяжёлых ионов», Дубна, 1997, с 331

65. Sin75. В. Sinha, Phys. Reports, V. 20 (1975) 1

66. Sin79. В. Sinha ., S.A. Moszkowski, Phys. Lett. 81 В (1979) 289

67. Sti89. E.Stilliars, H.G. Bohlen, P. Frobrich, B. Gebauer, D. Kolbert, W. von

68. Quertzen, P. Wilpert and Th. Wilpert, Phys. Lett. В V. 223 (1989) 291

69. Sti90. E. Stilliars, H.G. Bohlen, P. Frobrich, B. Gebauer, D. Kolbert, W. von

70. Oertzen, P. Wilpert, Th. Wilpert HMI Annual Report 1989, HMI-B 482 (1990) 50

71. Sou99. V.B. Soubbotin and X. Vinas, J. Phys. G 25 (1999) 2087

72. SouOl. V.B. Soubbotin, W. von Oertzen, X. Winas, K.A. Gridnev and H.G. Bohlen,

73. Phys. Rev. С V 64, 0114601

74. Voo69. U.C. Voos, W. von Oertzen, R. Bock, Nucl. Phys. A135 (1969) 207 Wan93] Y. Wang, C.C. Foster, K.D. Polak, J. Rapoport and E.J. Stefenson, Phys. Rev. С V 47 V 6 (1993 ) 2677 [WKB74] WKB appr. Phys. Lett. 11 C, (1974) 1