Анотація до роботи:

Кавацюк М. О.

Дослідження переходів Гамова-Теллера в області легких ізотопів олова методом спектроскопії повного поглинання – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук.

01.04.16 – Фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій.

Інститут ядерних досліджень Національної академії наук України. Київ, 2005.

Дисертація присвячена дослідженню сили переходів Гамова-Теллера (ГТ) для екзотичних ядер в області ¹⁰⁰Sn, а саме ^103,105Sn. Розподіл сили переходів ГТ було виміряно за допомогою спектрометра повного поглинання, досліджуючи b-розпад, що дозволило визначити повну силу ГТ переходів для ^103,105Sn. Виміряні розподіли було порівняно з результатами розрахунків за узагальненою квазічастинковою оболонковою моделлю із залишковою взаємодією. Було показано, що модель відтворює загальну резонансну структуру розподілу сили переходів, хоча неправильно передбачає положення та ширину резонансу (навіть для ізотопів – найближчих сусідів двічі-магічного ядра ¹⁰⁰Sn). Крім цього, в роботі було отримано наступні спектроскопічні характеристики ядер^103,105Sn: енергія b-розпаду, внесок електронного поглинання до b-розпаду, коефіцієнт галуження для гілки b-затриманих протонів та періоди напіврозпаду. А також розроблено та застосовано метод цифрового аналізу форми імпульсів для спектрометра повного поглинання, призначений для ідентифікації короткоживучих ізомерних станів в дочірньому ядрі.

Основні результати проведених досліджень, що представлені у дисертації, можна сформулювати наступним чином:

1) Вперше експериментально виміряно розподіли сили переходів Гамова-Теллера для екзотичних ядер ¹⁰³Sn та ¹⁰⁵Sn та сумарну силу переходів, продемонстровано наявність відповідного гігантського резонансу; визначено коефіцієнти загальмованості сили переходів Гамова-Теллера.

2) Новим є значення енергії b-розпаду ¹⁰³Sn, визначене двома незалежними методами. В роботі також було вимяряно енергію b-розпаду ¹⁰⁵Sn та періоди напіврозпаду ядер ¹⁰³Sn та ¹⁰⁵Sn.

3) Вперше виміряно внесок електронного поглинання в b-розпад ядер ¹⁰³Sn та ¹⁰⁵Sn.

4) Новою експериментальною інформацією є визначені коефіцієнти галуження для b-затриманих протонів у -розпаді ядер ¹⁰³Sn та ¹⁰⁵Sn; відносні інтенсивності заселення станів ¹⁰²Cd та ¹⁰⁴Cd після bp-розпаду ізотопів ¹⁰³Sn та ¹⁰⁵Sn, відповідно.

5) Розроблено нову методику цифрового аналізу сигналів спектрометра повного поглинання за формою імпульсу, що дозволила виділити події розпаду короткоживучих ізомерних станів (T_1/2~1мкс) у дочірньому ядрі.

6) У роботі було підтверджено значення спіну та парності основного стану ¹⁰³Sn, що дорівнює 5/2⁺. Цей висновок було зроблено на основі аналізу інтенсивності прямих b-переходів з основного стану ¹⁰³Sn на основний стан у ¹⁰³In.

7) Продемонстровано, що розрахунки за допомогою квазічастинкової оболонкової моделі з різними видами залишкової взаємодії (емпіричною та реалістичною), відтворюють загальну форму виміряних розподілів сили переходів Гамова-Теллера. Проте, експериментально отримані значення повної сили переходів значно менші за теоретичні. В роботі обговорюються можливі причини такої розбіжності.

8) Було показано, що оболонкова модель з реалістичною залишковою взаємодією відтворює положення гігантського резонансу Гамова-Теллера для ¹⁰³Sn приблизно на 500 кеВ вище, а ширину розподілу більше, ніж було визначено експериментально. В роботі показано, що таку поведінка моделі може бути пояснено занадто сильною нейтрон-нейтронною залишковою взаємодією. Оболонкова модель з емпіричною залишковою взаємодією передбачає положення резонансу для ¹⁰³Sn та ¹⁰⁵Sn значно нижче ніж експериментально визначене положення (на 300 кеВ нижче для ¹⁰³Sn та на 600 кеВ нижче для ¹⁰⁵Sn).

Отримані в роботі результати є новою спектроскопічною інформацією про b-розпад екзотичних ядер ¹⁰³Sn та ¹⁰⁵Sn, необхідною для побудови астрофізичних моделей процесів, що відбуваються у наднових зірках, та перевірки моделей ядра. Порівняння отриманих експериментальних даних та результатів теоретичних розрахунків продемонструвало необхідність вдосконалення залишкових взаємодій, що використовуються в узагальненій квазічастинковій оболонковій моделі.

Публікації автора:

1. Batist L., Dring J., Mukha I., Plettner C., Bingham C.R., Borcea R., Gierlik M., Grawe H., Hauschild K., Janas Z., Johnstone I.P., Karny M., Kavatsyuk M., Kirchner R., La Commara M., Mazzocchi C., Moroz F., Pavan J., Plochocki A., Roeckl E., Salvachua B., Schmidt K., Schwengner R., Skouras L.D., Tabor S.L., Wiedeking M., Isomerism in ⁹⁶Ag and non-yrast levels in ⁹⁶Pd and ⁹⁵Rh, studied in b decay // Nuclear Physics A - 2003. - Vol. 720. - P.245-273.

2. Kavatsyuk O., Kavatsyuk M., Batist L., Banu A., Becker F., Blazhev A., Brchle W., Dring J., Faestermann T., Gorska M., Grawe H., Janas Z., Jungclaus A., Karny M., Kirchner R., La Commara M., Mandal S., Mazzocchi C., Mukha I., Muralithar S., Plettner C., Plochocki A., Roeckl E., Romoli M., Schdel M., Schwengner R., Zylicz J., Beta decay of ¹⁰³Sn // European Physical Journal A, - 2005. Vol.25. - P.211-222.

3. Kavatsyuk M., Kavatsyuk O., Batist L., Banu A., Becker F., Blazhev A., Brchle W., Burkard K., Dring J., Faestermann T., Gorska M., Grawe H., Janas Z., Jungclaus A., Karny M., Kirchner R., La Commara M., Mandal S., Mazzocchi C., Mukha I., Muralithar S., Plettner C., Plochocki A., Roeckl E., Romoli M., Schdel M., Schwengner R., Zylicz J., Beta decay spectroscopy of ^103,105Sn // European Physical Journal A, - 2005. Vol.25,s01. - P.139-141.

4. Plujko V., Gorbachenko O., Kavatsyuk M., Two-body relaxation times in heated nuclei // Acta Physica Slovaca. - 2001. - Vol.51. -P.231-245.

5. Plujko V., Ezhov S., Gorbachenko O., Kavatsyuk M. Non-Markovian collision integral in Fermi systems // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2002. - Vol.14. -P.9473-9483.

6. Mukha I., Batist L., Becker F., Blazhev A., Brchle A., Dring J., Gorska M., Grawe H., Faestermann T., Hoffman C., Janas Z., Jungclaus A., Karny M., Kavatsyuk M., Kavatsyuk O., Kirchner R., La Commara M., Mazzocchi C., Plettner C., Plochocki A., Roeckl E. , Romoli M., Schadel M., Schwengner R., Tabor S.L., Wiedeking M. Studies of b-delayed proton decays of NZ nuclei around ¹⁰⁰Sn at the GSI-ISOL facility // Nuclear Physics A. - 2004. - Vol.746. - P.66c-70c.

7. Kavatsyuk M., Batist L., Dring J., Plettner C., Grawe H., Janas Z., Karny M., Kavatsyuk O., Kirchner R., Mazzocchi C., Mukha I., Plochocki A., Roeckl E., Pulse-shape analysis in total-absorption g-ray spectroscopy // GSI Scientific Report 2002. - 2003. - P.223.

8. Batist L., Kavatsyuk M., Blazhev A., Dring J., Grawe H., Kavatsyuk O., Kirchner R., La Commara M., Mazzocchi C., Mukha I., Plettner C., Roeckl E., Total-Absorption Gamma Spectroscopy of the ⁹⁴Ag, ⁹⁴Pd and ⁹⁴Rh Beta Decay // GSI Scientific Report 2003. - 2004. - P.11.

9. Kavatsyuk O., Kavatsyuk M., Dring J., Batist L., Banu A., Becker F., Blazhev A., Brchle W., Faestermann T., Gorska M., Grawe H., Janas Z., Jungclaus A., Karny M., Kirchner R., La Commara M., Mandal S., Mazzocchi C., Mukha I., Plettner C., Plochocki A., Roeckl E., Romoli M., Schaedel M., Schwengner R., Zylicz J. Beta decay of ¹⁰³Sn // GSI Scientific Report 2002. - 2003. - P.4;

10. Kavatsyuk M., Batist L., Dring J., Mukha I., Plettner C., Bingham C.R., Borcea R., Gierlik M., Grawe H., Hauschild K., Janas Z., Johnstone I.P., Karny M., Kirchner R., La Commara M., Mazzocchi C., Moroz F., Pavan J., Plochocki A., Roeckl E., Salvachua B., Schmidt K., Schwengner R., Skouras L.D., Tabor S.L., Wiedeking M., Isomerism in ⁹⁶Ag and non-yrast levels in ⁹⁶Pd and ⁹⁵Rh, studied in b decay // Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (VI) 38, 3/2003. - P. 43.

11. Kavatsyuk M., Kavatsyuk O., Batist L., Banu A., Becker F., Blazhev A., Brchle W., Burkard K., Dring J., Faestermann T., Gorska M., Grawe H., Janas Z., Jungclaus A., Karny M., Kirchner R., La Commara M., Mandal S., Mazzocchi C., Mukha I., Muralithar S., Plettner C., Plochocki A., Roeckl E., Romoli M., Schdel M., Schwengner R., Zylicz J., Total-Absorption Spectroscopy of the ^103,105Sn Beta Decay // Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (VI) 39, 1/2004. - P. 76.

12. Kavatsyuk M., Kavatsyuk O., Batist L., Banu A., Becker F., Blazhev A., Brchle W., Burkard K., Dring J., Faestermann T., Gorska M., Grawe H., Janas Z., Jungclaus A., Karny M., Kirchner R., La Commara M., Mandal S., Mazzocchi C., Mukha I., Muralithar S., Plettner C., Plochocki A., Roeckl E., Romoli M., Schdel M., Schwengner R., Zylicz J., Total-Absorption Spectroscopy of the ^103,105Sn Beta Decay // Тезисы докладов 54 Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Nucleus-04), 22-26 иня, 2004, Белгород, Россия. - 2004. C.60.

13. Плюйко В.А., Ежов С.Н., Кавацюк М.А., Севастюк О.О., Исследование силовых функций гамма-распада для асимметричных ядер // Тезисы докладов 52 Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Ядро-2002), Москва, Россия, 18-22 июня. - 2002. С.149.

14. Плюйко В.А., Ежов С.Н., Кавацюк М.А., Севастюк О.О. Метод расчета дипольных силовых функций в средних и тяжелых ядрах // Тезисы докладов 52 Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра (Ядро-2002), Москва, Россия, 18-22 июня. - 2002. С.150.