Анотація до роботи:

Михайлюк В.П. Теорія взаємодії частинок проміжних енергій з легкими ядрами в кластерній моделі. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.16 - фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій. - Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, 2006.

Дисертаційна робота присвячена розробці теоретичного підходу, який дає змогу з’ясувати закономірності розподілу густини в легких ядрах, у яких проявляється кластерна структура, та описати велику низку явищ, що спостерігаються при взаємодії частинок і легких ядер з ядрами в області проміжних енергій. У роботі проведено узагальнення -кластерної моделі з дисперсією для парних (²⁰Ne) та непарних (¹³С, ¹³N, ⁹Ве і ⁶Не) ядер, знайдено багаточастинкові та одночастинкові густини цих ядер, проведено їхнє порівняння з існуючими експериментальними даними. Розроблена модель дала змогу пояснити поведінку розрахованих та експериментально виміряних диференціальних перерізів і поляризаційних характеристик, які спостерігаються в пружному та непружному розсіянні частинок проміжних енергій цими ядрами. Запропоновано дифракційну модель розсіяння складних ядер ядрами, в якій кількість кластерів у ядрі, що налітає, більша або дорівнює двом і при цьому враховується як внутрішня структура ядра, яке налітає, так і внутрішня структура ядра-мішені. За допомогою такої моделі описано низку існуючих експериментальних даних з пружного розсіяння легких ядер легкими -кластерними ядрами.

У дисертаційній роботі наведено нове розв’язання наукової проблеми опису взаємодії частинок і легких ядер з низкою -кластерних ядер в області проміжних енергій. Теоретичне дослідження цих явищ проведено за допомогою -кластерної моделі з дисперсією, дифракційної теорії розсіяння та моделі багаторазового дифракційного розсіяння. Результати аналізу диференціальних перерізів і поляризаційних характеристик пружного та непружного розсіяння частинок і легких ядер -кластерними ядрами дають можливість здобути цінну інформацію про структуру легких ядер, їхню кластеризацію, механізми ядерних реакцій та властивості ядерної взаємодії.

Основні наукові висновки дисертаційної роботи:

1. У дисертаційній роботі проведено узагальнення -кластерної моделі з дисперсією для парних ядер ²⁰Ne. Ядра неону розглядалися такими, що складаються з деформованого кістяка (ядро ¹⁶О) і додаткового -кластера, який з найбільшою імовірністю міститься всередині кістяка. Також проаналізовано модель ядра ²⁰Ne, в якій -кластер рухається поза кістяком. При цьому вважалось, що ядра кисню містять чотири a-кластери, які можуть зміщуватись з найбільш імовірних положень рівноваги у вершинах рівнобічного тетраедра. Здобуто вирази для багаточастинкової та одночастинкової густини, формфактору і середньоквадратичного радіусу ядра ²⁰Ne. Результати проведених розрахунків узгоджуються з існуючими експериментальними даними.

2. Розроблено a-кластерну модель з дисперсією для непарних ядер ¹³С та ¹³N. Вважалося, що основний стан цих ядер являє собою деформований кістяк (ядро ¹²С) і додатковий нуклон, розташований усередині кістяка. Аналогічна модель розвинена для ядер ⁹Ве. Ядра берилію розглядалися такими, що містять кістяк (ядро ⁸Ве), дві -частинки якого утворюють гантель, і нейтрон, який коливається стосовно центра мас цієї пари -кластерів. На основі такого підходу були знайдені величини параметрів багаточастинкових густин зазначених ядер, а також розраховані їхні середньоквадратичні радіуси та одночастинкові густини, які узгоджуються з відповідними експериментально виміряними характеристиками.

3. Побудовано кластерну модель для легких слабкозв’язаних ядер ⁹Ве і ⁶Не, у якій ці ядра розглядалися такими, що містять три кластери, які з найбільшою імовірністю розташовані у вершинах рівнобічного трикутника. Для ядер ⁹Ве проведено аналіз існуючих експериментальних даних з розсіяння електронів цими ядрами, розраховано середньоквадратичні радіуси ядер ⁶Не і ⁹Ве.

4. На основі -кластерної моделі з дисперсією і ТБДР виконано теоретичний аналіз низки експериментально виміряних диференціальних перерізів і поляризаційних характеристик пружного розсіяння протонів ядрами ²⁰Ne, а також передбачена поведінка характеристик пружного -²⁰Ne розсіяння. Для ядер ²⁰Ne доведено, що підхід, у якому припускається, що додатковий -кластер з найбільшою імовірністю розташовується всередині кістяка, дає змогу краще узгодити розраховані та експериментально виміряні характеристики розсіяння.

5. Для з’ясування важливості врахування -кластеризації в легких ядрах на основі ТБДР та моделі незалежних нуклонів були проведені розрахунки характеристик пружного розсіяння протонів проміжних енергій ядрами ²⁰Ne, а також проведено їхнє порівняння з результатами аналогічних розрахунків, здобутих при використанні -кластерної моделі з дисперсією. Доведено, що поляризаційні характеристики пружного р-²⁰Ne розсіяння, розраховані за допомогою -кластерної моделі з дисперсією, краще узгоджуються з існуючими експериментальними даними, ніж ті ж самі характеристики, знайдені за допомогою моделі незалежних нуклонів. При цьому розраховані в цих двох підходах функції повороту спіну якісно відрізняються.

6. На основі ТБДР та моделі незалежних нуклонів розраховано диференціальні перерізи та поляризаційні характеристики непружного розсіяння протонів зі збудженням найнижчих колективних станів ядер ²⁰Ne. Доведено, що перехідна густина, знайдена з a-кластерної моделі з дисперсією, дає змогу описати експериментальні дані з непружного розсіяння протонів проміжних енергій зі збудженням у ядрах ²⁰Ne найнижчих станів природної парності.

7. Виконано теоретичний аналіз пружного розсіяння протонів поляризованими непарними ядрами ¹³С і ¹³N. Доведено, що для пружного p-¹³C і p-¹³N розсіяння якісні відмінності в поведінці розрахованих характеристик розсіяння спостерігаються лише для аналізуючої здатності в області першого дифракційного максимуму. При цьому ця величина, розрахована для пружного p-¹³C розсіяння, узгоджується з експериментально виміряною.

8. Проведено розрахунки диференціальних перерізів і поляризаційних характеристик пружного розсіяння протонів проміжних енергій ядрами ⁶Не і ⁹Ве. Доведено, що поведінка розрахованих поляризаційних характеристик розсіяння істотно залежить від правильного вибору величини параметра уявної частини спін-орбітальної нуклон-нуклонної взаємодії. Крім того, виявилося, що в тому інтервалі кутів розсіяння, у якому існують експериментальні дані, результати розрахунків диференціального перерізу p-⁶Не розсіяння слабко залежать від вибору модельної густини ядра. При цьому якісні відмінності в поведінці розрахованих на основі різних підходів поляризаційних характеристик стають помітними навіть в області невеликих переданих імпульсів.

9. За допомогою ТБДР виконано теоретичний аналіз пружного розсіяння дейтронів ядрами ¹²С, а також -частинок проміжних енергій різними -кластерними ядрами. Доведено, що звичайна модель багаторазового дифракційного розсіяння, у якій використовуються вільні елементарні (p-a, d-, -) амплітуди, у випадку зіткнення складних ядер не може задовільно описати експериментально виміряні характеристики розсіяння.

10. Запропоновано узагальнення дифракційної моделі на випадок пружного розсіяння двокластерних ядер ядрами ¹²С. На основі такої моделі, у якій враховувалася як внутрішня структура ядра, що налітає, так і структура ядра-мішені, проведені розрахунки диференціального перерізу пружного розсіяння дейтронів ядрами ¹²С і передбачена поведінка цієї величини для пружного розсіяння ядер ⁶Li ядрами вуглецю.

11. Дифракційну модель розвинено на випадок розсіяння складних ядер ядрами, у кожному з яких кількість кластерів більша двох і при цьому враховується як внутрішня структура ядра, що налітає, так і внутрішня структура ядра-мішені. Доведено, що застосування такого підходу дає змогу описати існуючі експериментальні дані з пружного розсіяння ядер ¹²С і ¹⁶О ядрами вуглецю, а також передбачити поведінку цієї величини для пружного ⁶Не-¹²С розсіяння. Проведено аналіз впливу дво- і трикластерної моди у хвильовій функції ядра, що налітає, на величину і характер поведінки диференціальних перерізів розсіяння легких ядер ядрами вуглецю.

Публікації автора:

1. Mikhailyuk V.P. Elastic scattering of deuterons on a-cluster nuclei // Mod.Phys.Lett. A. – 1995. – V. 10, No. 38. – 2915 – 2921.

2. Михайлюк В.П. Упругое рассеяние дейтронов с энергией 700 МэВ ядрами ¹²C и ¹⁶О // Изв. РАН. Сер.физ. – 1997. – Т.61, № 4. - С. 792 - 797.

3. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P. Scattering of 1.37 GeV a-particles on ¹²C nuclei and the effective a-a amplitude // Z.Phys. A: Hadrons and Nuclei. – 1996. – V. 355, No 1. – P. 31–34.

4. Mikhailyuk V.P. Elastic scattering of intermediate-energy weakly bound particles on ¹²C nuclei // Eur.Phys.J. A. – 2000. – V. 9, No 4. – P. 473–477.

5. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P. Elastic scattering of light a-cluster nuclei by ¹²C nuclei at intermediate energies // J.Phys.St. - 2002. - V. 6, No. 2. - P. 164 - 167.

6. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P. Elastic ¹²С-¹²С scattering at intermediate energies // Int.J.Mod.Phys.E. - 2002. - V. 11, No. 4. - P. 281 - 287.

7. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П. Упругое рассеяние легких a-кластерных ядер ядрами ¹²С // Ядерная физика.– 2003.– Т. 66, Вып. 4.– С. 702–707.

8. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P., Pilipenko V.V. Elastic and inelastic intermediate-energy proton multiple scattering on ¹²C and ¹⁶O nuclei// J.Phys. G: Nucl.Part.Phys.– 1992.– V. 18, No 1.– P. 85–97.; Бережной Ю.А., Михайлюк В.П., Пилипенко В.В. Упругое и неупругое рассеяние протонов промежуточных энергий ядрами углерода и кислорода// Ядерная физика.– 1992. – Т. 55, Вып. 7. – С. 1885–1895.

9. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P. Elastic scattering of intermediate energy particles on ²⁰Ne nuclei // Int.J.Mod.Phys.E. - 1999. - V. 8, No. 5. - P. 485-492.

10. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П. Упругое рассеяние протонов с энергией 800 МэВ ядрами ²⁰Ne // Ядерная физика.– 2000.– Т. 63, Вып. 5.– С. 783–786.

11. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П. Упругое рассеяние протонов ядрами ²⁰Ne и a-кластерная модель с дисперсией // Изв. РАН. Сер.физ. – 2001 – Т.65, № 5. - С. 721-723.

12. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П., Пилипенко В.В. Упругое многократное рассеяние протонов ядрами ¹⁶О и ²⁰Ne в модели независимых нуклонов // Изв. РАН. Сер.физ. – 2004 – Т.68, № 11. - С. 1561 - 1564.

13. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П., Пилипенко В.В. Упругое и неупругое рассеяние протонов с энергией 800 МэВ ядрами ¹⁶О и ²⁰Ne // Ядерная физика.– 2005.– Т. 68, Вып. 6.– С. 978–985.

14. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P., Pilipenko V.V. The antiproton-nucleus elastic scattering and the alpha-cluster model with dispersion // Z.Phys. A: Hadrons and Nuclei. – 1993. – V. 344, No 4. – P. 411–416.

15. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П., Пилипенко В.В. Поляризационные явления в упругом рассеянии протонов ядрами ⁴Не и ¹⁶О и энергетическая зависимость параметров р-a амплитуды // Збiрник наукових праць Iнституту ядерних дослiджень. – 2003. – No. 1(9). – С. 7-13.

16. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П., Пилипенко В.В. Зарядовые плотности легких ядер в a-кластерной модели с дисперсией // Збiрник наукових праць Iнституту ядерних дослiджень. – 2003. – No. 3(11). – С. 17-23.

17. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П. Поляризационные явления в упругом рассеянии протонов нечетными ядрами // Ядерная физика.– 2004.– Т. 67, Вып. 3.– С. 625–633.

18. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P. 500 MeV proton elastic scattering on ¹³C nuclei // Int.J.Mod.Phys.E. - 2004. - V. 13, No. 3. - P. 611-618.

19. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P. Polarization observables in elastic scattering of protons on ⁹Be nuclei // J.Phys.St. - 2004. - V. 8, No. 1. - P. 55-59.

20. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П. Упругое рассеяние протонов промежуточных энергий ядрами ⁹Ве в 2an-модели // Ядерная физика.– 2004.– Т. 67, Вып. 8. – С. 1474–1479.

21. Berezhnoy Yu.A., Mikhailyuk V.P. 1 GeV proton elastic scattering on ⁹Be nuclei in the a-cluster model with dispersion // Eur.Phys.J.A. - 2004. - V. 22, No. 3. -P. 443-447.

22. Михайлюк В.П. Взаимодействие дейтронов с ядрами углерода и -кластерная модель с дисперсией // Тез. докл. 44 междунар. совещ. по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. – СПб.: Наука. – 1994. – С. 325.

23. Михайлюк В.П. Упругое рассеяние дейтронов -кластерными ядрами // Тез. докл. 45 междунар. совещ. по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. – СПб.: Наука. – 1995. – С. 343.

24. Михайлюк В.П. Полумикроскопическая модель упругого рассеяния дейтронов с энергией 700 МэВ ядрами ¹²С // Тез. докл. 49 междунар. совещ. по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. – СПб.: Наука. – 1999. – С. 269.

25. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П. Упругое рассеяние протонов и -частиц ядрами ²⁰Ne и -кластерная модель с дисперсией // Тез. докл. 50 междунар. совещ. по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. – СПб.: Наука. – 2000. – С. 325.

26. Бережной Ю.А., Михайлюк В.П., Пилипенко В.В. Упругое многократное рассеяние протонов ядрами ¹⁶О и ²⁰Ne в модели независимых частиц // Тез. докл. 53 междунар. совещ. по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. – Москва: Изд-во. Московского Университета. – 2003. – С. 224.