Анотація до роботи:

Кавацюк О.О.

Дослідження структури збуджених станів ядер в області ¹⁰⁰Sn методом

бета-розпаду – 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 збуджених станів ядер, що заселяються у бета-розпаді сильно протонно-надлишкових ізотопів олова ^101-103Sn, за допомогою спектроскопії з високою роздільною здатністю. Вперше ідентифіковано бета-затримані гамма-промені ^102,103Sn, визначено час напіврозпаду ^101,103Sn, на основі даних гамма-гамма збігів побудовано схеми розпаду ^102,103Sn, отримано енергетичний спектр бета-затриманих протонів ¹⁰¹Sn та оцінено переріз реакції ⁵⁰Cr(⁵⁸Ni,a3n)¹⁰¹Sn. Вперше проведено виміри бета-затриманих гамма-променів ¹⁰¹Sn. Отримані експериментальні дані було порівняно з результатами розрахунків за узагальненою квазічастинковою оболонковою моделлю з різними типами залишковою взаємодії. Проведено розрахунки радіаційних силових функцій із використанням сучасних простих аналітичних моделей.

Основні результати проведених досліджень, що представлено в дисертації, можна сформулювати наступним чином:

1. Досліджено збуджені стани, що заселяються в результаті b-розпаду легких ізотопів олова ^101-103Sn, за допомогою збірок германієвих та кремнієвих детекторів. Вперше було отримано експериментальні дані щодо b-g- та b-g-g-збігів розпаду збуджених станів таких ядер.

2. Вперше було виміряно b-затримані g-промені ¹⁰³Sn. В експериментах, проведених в рамках дисертаційної роботи, було ідентифіковано 31 b-затриманий g-промінь ¹⁰³Sn, з них 29 нових та дві лінії, енергії яких були відомі з експериментів на пучку, проте вперше спостережені у b-розпаді. Виміряно час життя ¹⁰³Sn. Завдяки даним b-g-g-збігів було вперше побудовано схему b-розпаду ¹⁰³Sn.

3. Проаналізовано можливість заселення ізомерного рівня 1/2 в ¹⁰³In нерозміщеними переходами, на основі систематики експериментальних даних для рівнів в ^105,107,109In.

4. Отримано нову інформацію про g-g-збіги між b-затриманими g-промінями ¹⁰²Sn, що дозволило виявити взаємозв'язки між спостереженими g-квантами, та побудувати схему рівнів дочірнього ядра ¹⁰²In.

5. Проведено виміри b-затриманих протонів ¹⁰¹Sn, які дозволили з високою точністю визначити час життя ¹⁰¹Sn та переріз реакції ⁵⁸Ni(⁵⁰Cr,a3n)¹⁰¹Sn.

6. Вперше було проведено виміри b-затриманих g-променів ¹⁰¹Sn, дослід-жено b-g-g-збіги та запропоновано каскад з двох g-переходів в ¹⁰¹In.

7. Проведено розрахунки за квазічастинковою оболонковою моделлю із залишковими взаємодіями, розробленими для області ¹⁰⁰Sn. Продемонстровано, що розрахунки добре відтворюють структуру рівнів ядер з менше ніж трьома квазічастинками (¹⁰²In).

9. Аналіз теоретичних розрахунків свідчить про те, що стандартні взаємодії погано відтворюють стани з від'ємною парністю, проте, цей недолік може бути виправлено за рахунок додавання константи до взаємодії зовнішніх протонних та нейтронних оболонок. В роботі було запропоновано відповідну зміну взаємодії, яка не впливає на структуру рівнів з позитивною парністю, але значно покращує відтворення моделлю рівнів з негативною парністю.

10. Виконано розрахунки радіаційних E1 та M1 силових функцій із застосуванням сучасних простих аналітичних наближень. Було показано, що моделі модифікованого Лоренціану та узагальненої Фермі-Рідини можна вважати достовірним методом опису радіаційних силових E1 та M1 функцій -розпаду в широкому інтервалі енергій. Запропоновано набір глобальних параметрів для моделі MLO, з якими вона найкраще описує більшість експериментальних даних та модифікацію моделі GFL, яка дозволяє використовувати її також і для деформованих ядер.

Результати, що було отримано в даній роботі, є новою інформацією про структуру ядер в області ¹⁰⁰Sn, яка необхідна для подальшого розвитку ядерних моделей та розуміння основних астрофізичних процесів. Отримані перерізи та періоди напіврозпаду важливі для планування майбутніх експериментів з дослідження двічі магічного ядра ¹⁰⁰Sn.

Публікації автора:

1. 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., Schaedel M., Schwengner R., Zylicz J. Beta decay of ¹⁰³Sn // European Physical Journal A. - 2005. Vol.25. - P.211-222.

2. 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., Schaedel M., Schwengner R., Zylicz J. Beta decay spectroscopy of ^103,105Sn // European Physical Journal A. – Vol.25s01. – P.138-141.

3. Karny M., Janas Z., Plochocki A., Zylicz J., Batist L., Banu A., Becker F., Blazhev A., Brchle W., Dring J., Faestermann T., Gorska M., Grawe H., Jungclaus A., Kavatsyuk O., Kavatsyuk M., Kirchner R., La Commara M., Mandal S., Mazzocchi C., Mukha I., Muralithar S., Plettner C., Roeckl E., Romoli M., Schaedel M., Schwengner R. Beta decay of ¹⁰²Sn // European Physical Journal A Direct. – 2005. DOI:10.1140/epjd/i2005-07-09-5.

4. Mukha I, Batist L., Becker F., Blazhev A., Brchle W. , 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 beta-delayed proton decays of N Z nuclei around ¹⁰⁰Sn at the GSI-ISOL facility // Nuclear Physics A. - 2004. - Vol.746. - P. 66-70.

5. Janas Z., Batist L., Banu A., Becker F., Blazhev A., Brchle W., Dring J., Gierlik M., Gorska M., Grawe H., Faestermann T., Harrissopulos S., Jungclaus A., Karny M., Kavatsyuk M., Kavatsyuk O., Kirchner R., La Commara M., Mazzocchi C., Mukha I., Plettner C., Plochocki A., Roeckl E., Romoli M., Schaedel M., Schwengner R., Zylicz J. Recent results from beta-decay studies in the ¹⁰⁰Sn region // Tours Symposium on Nuclear Physics V, Tours, France, 26-29 August 2003; AIP Conference Proceedings. - 2003. - Vol.704. - P.176-184.

6. Plujko V.A., Kavatsyuk M.O., Kavatsyuk O.O. Shape of dipole radiative strength function for asymmetric nuclei // Capture gamma-ray spectroscopy and related topics, Proceedings of 11th International Symposium , Prague, Chech Republic, 2-6.09.2002. Eds. J.Kvasil, P.Cejnar, M.Kricka. Word Scientific Pub. Co., New Jersey, London. - 2003. - P.793-796.

7. Plujko V.A., Kavatsyuk O.O. Comparison of analytical methods of E1 strength calculations in middle and heavy nuclei // Capture gamma-ray spectroscopy and related topics, Proceedings of 11th International Symposium, Prague, Chech Republic, 2-6.09.2002. Eds. J.Kvasil, P.Cejnar, M.Kricka. Word Scientific Pub. Co., New Jersey, London. - 2003. - P.424-431.

8. 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; http://www-aix.gsi.de/annrep2002/files/4.pdf.

9. Karny M., Janas Z., Batist L., Dring J., Mukha I., Plettner C., Banu A., Becker F., Blazhev A., Brchle W., Faestermann T., Gorska M., Grawe H., Jungclaus A., Kavatsyuk O., Kavatsyuk M., Kirchner R., La Commara M., Mandal S., Mazzocchi C., Pl ochocki A., Roeckl E., Romoli M., Schdel M., Schwengner R., Zylicz J. Beta-decay studies of neutron-deficient Sn isotopes // GSI Scientific Report 2002. - 2003. - P.3; http://www-aix.gsi.de/annrep2002/files/3.pdf.

10. Kavatsyuk O., Batist L., Banu A., Becker F., Blazhev A., Brchle W., Dring J., Faestermann T., Gorska M., Grawe H., Janas Z., Jungclaus A., Karny M., Kavatsyuk 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. Decay study of nuclei near ¹⁰⁰Sn // Book of Abstracts of the Spring Conference of the German Physical Society, Div. for Physics of Nuclei and Hadrons (DPG-2003), March 17-21, 2003, Tuebingen, Germany.

11. Kavatsyuk O., Batist L., Banu A., Becker F., Blazhev A., Brchle W., Dring J., Faestermann T., Gorska M., Grawe H., Janas Z., Jungclaus A., Karny M., Kavatsyuk 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. High-resolution beta-decay spectroscopy of ¹⁰³Sn // Book of Abstracts of the Spring Conference of the German Physical Society, Div. for Physics of Nuclei and Hadrons (DPG-2004), March 8-12, 2004, Cologne, Germany.

12. Kavatsyuk O., Batist L., Banu A., Becker F., Blazhev A., Brchle W., Dring J., Faestermann T., Gorska M., Grawe H., Janas Z., Jungclaus A., Karny M., Kavatsyuk 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. High-resolution beta-decay spectroscopy of ¹⁰³Sn // Тезисы докладов 54 Международного совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, (Ядро-2004), Белгород, Россия, 22-26 июня. - 2004. - С.129.

13. Plujko V.A., Kavatsyuk M.O., Kavatsyuk O.O. Shape of E1 nuclear response function at different proton-to-neutron ratio // Book of Abstracts of International Conference "Collective Motion in Nuclei under Extreme Conditions (COMEX 1)", Sorbonne, France, June 10-13. - 2003. - P.117.

14. Plujko V.A., Kavatsyuk M.O., Kavatsyuk O.O. Effect of nucleon sub-system interaction on radiative strength function in heavy nuclei // Contributions of the International Conference "Nuclear structure and related topics (NSRT2003)", Dubna, Russia, September 2-6, 2003. - P.58.

15. Плюйко В.А., Ежов С.Н., Кавацюк М.А., Севастюк (Кавацюк) 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.

16. Плюйко В.А., Ежов С.Н., Кавацюк М.А., Севастюк (Кавацюк) 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.