Анотація до роботи:

Хвастунов В. М. Збудження гігантських мультипольних резонансів у середніх ядер електронами і поділ важких ядер поляризованими фотонами. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.16 - фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій. – Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, Харків, 2005.

Дисертація присвячена дослідженню гігантських мультипольних резонансів у ядрах ^54,56Fe, ^58,60,64Ni, ⁶⁴Zn, ¹²⁴Sn за допомогою непружного розсіяння електронів і поділу ядер ²³²Th, ²³³U, ²³⁵U, ²³⁶U, ²³⁸U лінійно поляризованих фотонів в області енергій збудження гігантських резонансів. У дослідженнях уперше виявлені: 1) додатковий квадрупольний резонанс при енергії збудження E_x = 51A^-1/3 МеВ, для якого не було експериментальних і теоретичних передбачень; 2) монопольний резонанс; 3) ізоспінове розщеплення ізовекторного квадрупольного резонансу. У всіх досліджених ядрах ^54,56Fe, ⁶⁴Zn, ¹²⁴Sn здобуто основні характеристики гігантських мультипольних резонансів, такі як енергетичні положення, ширини, зведені імовірності переходів, величин вичерпування енергетично зважених правил сум ізоскалярних та ізовекторних резонансів. Виявлено масову залежність поведінки аналізуючої здатності S(q) фотоподілу парно-парних ядер при додаванні нейтронів. Проведено порівняльний аналіз з даними інших робіт і з теоретичними розрахунками.

У дисертації наведено результати експериментального дослідження гігантських мультипольних резонансів. Дослідження виконано за допомогою непружного розсіяння електронів. Також наведено результати поділу важких ядер з використанням лінійно поляризованих фотонів в області енергій збудження гігантських резонансів. У результаті проведених вимірювань були здобуті нові дані про збудження гігантських резонансів різної мультипольності в широкому діапазоні ядер та про поділ важких ядер поляризованими фотонами.

Основні результати дисертаційної роботи такі:

1. Знайдено нові систематичні дані по розсіюванню релятивістських електронів в області енергій збудження гігантських резонансів на ядрах ^54,56Fe, ^58,60,64Ni, ⁶⁴Zn, ¹²⁴Sn.

2. Здобуто нові дані про взаємодію лінійно поляризованих фотонів з ядрами ²³²Th, ²³³U, ²³⁵U, ²³⁶U, ²³⁸U. Для ізотопів урану такі дослідження проведено вперше. Результати досліджень по розсіюванню релятивістських електронів і по взаємодії лінійно поляризованих фотонів доповнюють і розширюють знання про структуру ядра в області енергій збудження гігантських резонансів.

3. Доведено, що відношення перерізів s_>/s_< для станів гігантського дипольного резонансу з ізоспінами Т_> і Т_< від переданого ядру імпульсу q для ядра ⁶⁰Ni у межах похибок експерименту залишаються постійними у вимірюваному діапазоні переданих імпульсів q від 0,36 до 1,2 фм^-1. Ці дані не суперечать даним з фотоядерних реакцій при малих значеннях q = 0,1 фм^-1.

Уперше за допомогою розсіяння електронів знайдено наявність ізоспінового розщеплення гігантського дипольного резонансу у ядрах, Ці результати для ⁵⁸Ni і ⁶⁰Ni підтверджують дані з досліджень із фотоядерними реакціями і свідчать, що таке ж розщеплення спостерігається і для ⁶⁴Ni.

4. Доведено, що урахування впливу деформації ядра на розподіл густини заряду приводить до збільшення радіуса напівспаду густини приблизно на 3% і до зменшення товщини спаду густини більш ніж на 10%. Урахування деформації призводить до більш компактного розподілу густини. Ці дані здобуто для ядра ⁶⁴Zn.

5. Проведений аналіз енергетичного положення ГДР у ядрах від ⁸⁵Rb до ²⁰⁹Bi свідчить, що його положення сильніше залежить від величини ізоспіну ядра Т₀ (надлишку нейтронів), ніж від A^-1/3 або A^-1/6, які були знайдені з гідродинамічних моделей Штейнведеля - Йенсена і Гольдхабера - Теллера.

6. У результаті наших досліджень уперше виявлений: 1) додатковий квадрупольний резонанс при енергії збудження 51A^-1/3 МеВ, для якого не було ні експериментальних, ні теоретичних передбачень; 2) монопольний резонанс; 3) ізоспінове розщеплення ізовекторного квадрупольного резонансу.

Додатковий квадрупольний резонанс при енергії 51A^-1/3 МеВ був виявлений в ізотопах ^58,60,64Ni. Наступний аналіз накопичених даних для резонансу при енергії збудження 51A^-1/3 МеВ у діапазоні ядер від ⁵⁸Ni до ²⁰⁸Pb, виконаний у лабораторії в Монтере, визначив цей резонанс як додаткову гілку ізовекторного квадрупольного резонансу. У проведених нами пізніше вимірюваннях на ядрах ⁵⁴Fe і ⁵⁶Fe також був знайдений резонанс при енергії 51А^-1/3 МеВ. Таким чином, межу спостереження цього резонансу пересунуто до більш низьких значень масового числа A. Співставлення положення монопольного резонансу в ядрі ¹²⁴Sn, здобутого нами, з даними з експериментів за допомогою розсіяння ³He і a-частинок, проведених пізніше, довели гарний збіг енергетичного положення наших даних із систематикою даних з експериментів з цими важкими частинками. Наші дані щодо ізоспінового розщеплення гігантського квадрупольного резонансу в ядрах ⁶⁴Zn і ¹²⁴Sn залишаються поки що єдиним експериментальним спостереженням цього явища.

7. У ядрі ⁵⁶Fe уперше виявлений пік E1 резонансу при енергії 10 МеВ біля порога вильоту нуклонів. Це другий випадок спостереження такого явища в експериментах по розсіюванню електронів. Для знаходження систематичних даних цю область збудження ГДР потрібно досліджувати більш детально і цю інформацію можна прямо здобути за допомогою непружного розсіяння електронів, або непружного розсіяння фотонів з пучками мічених фотонів. У фотоядерних реакціях не можна знайти дані в цій області енергій збудження.

8. Уперше здобуто дані про аналізуючу здатність S(q) d рn реакції фотодезінтеграції дейтерію у діапазоні енергій 5-10 МеВ. Для цього виміряні перерізи дезинтеграцї дейтерію в діапазоні енергій 5-10 МеВ. Ці дані, що мают велике значення для дослідження структури дейтерію, були потрібні для визначення ступеня поляризації фотонного пучка при дослідженні поділу важких ядер.

9. Проведено дослідження аналізуючої здатності S(q) поділу торію та ізотопів урану лінійно поляризованими фотонами. З обробки даних з неполяризованим пучком фотонів знайдено залежність аналізуючої здатності S(q) фотоподілу ²³²Th в області енергій збудження від порога поділу до 20 МеВ. Доведено, що S(q) фотоподілу ²³²Th у цій області енергій змінюється від 1 до 0,1. Така поведінка аналізуючої здатності S(q) визначається співвідношенням перерізів у дипольних каналах поділу з різним значенням K - проекції спину J на вісь симетрії ядра. Із залежності аналізуючої здатності S(q) від енергії фотонів визначені пороги в каналах дипольного розподілу з K = 0 і K = 1. Експериментальне значення S(q) добре збігається з даними з обробки з неполяризованим пучком фотонів.

10. Виявлено масову залежність поведінки аналізуючої здатності S(q) фотоподілу парно-парних ядер при додаванні нейтронів. Значення аналітичної здатності S(q) суттєво зменшується при збільшенні кількості нейтронів. Проведена обробка даних, здобутих з неполяризованим пучком фотонів, свідчить, що в цих результатах не спостерігається зміни аналізуючої здатності S(q) при додаванні нейтронів. Для усунення протиріччя між даними з поляризованими фотонами і з неполяризованими фотонами потрібні додаткові дослідження.

11. Для виконання досліджень, викладених у дисертації, була істотно удосконалена експериментальна установка, розроблена раніше за участю автора на лінійному прискорювачі ЛПЕ-300, що дає змогу проводити вимірювання по розсіюванню електронів з високою точністю. Також була розроблена нова установка на лінійному прискорювачі електронів ЛПЕ – 2000, яка була використана для проведення експериментів з поляризованими фотонами.

12. У результаті проведених вимірювань були знайдені найважливіші характеристики збудження гігантських мультипольних резонансів у ядрах такі, як енергетичне положення, ширина, зведена імовірність переходу, величина вичерпування енергетично зваженого правила сум ізоскалярних та ізовекторних резонансів.

Співставлення здобутих даних з існуючими систематиками свідчить, що наші результати істотно доповнюють світову статистику по дослідженню гігантських мультипольних резонансів, особливо для резонансів з високої мультипольністю.

Публікації автора:

1. Хвастунов В.М., Березовой В.П., Лихачев В.П. Немашкало А.А., Савицкий Г.А., Ярошевский Л.Д. Влияние изоспина на электровозбуждение гигантского дипольного резонанса в изотопах никеля. // Ядерная Физика. 1977. T. 25. С. 921 – 925.

2. Khvastunov V.M., Afanasyev N.G., Afanasyev V.D., Gulkarov I.S., Omelaenko A.S., Savitsky G.A., Khomich A.A., Shevchenko N.G., Romanov V.S., Rusanova N.V. Elastic electron scattering on ^58,60,64Ni and ^112,118Sn isotopes. // Nuclear Physics. 1970. V. А 146. P. 15-25.

3. Хвастунов В.М., Афанасьев Н.Г., Лихачев В.П. Немашкало А.А., Савицкий Г.А., Ярошевский Л.Д. Изоспиновое расщепление дипольного резонанса в изотопах никеля. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Физика высоких энергий и атомного ядра. 1973. Вып. 6(8). С. 62 – 63.

4. Халин Н.Ф., Головня В.Я., Хвастунов В.М., Шевченко Н.Г. Прибор для автоматической ориентации мишени. // Приборы и Техника Эксперимента. 1973. № 5. С. 29-31.

5. Боржковский В.Ф., Власов В.Г., Залюбовский И.И., Стервоедов Н.Г., Фролов А.М., Афанасьев Н.Г., Владимиров Ю.В., Савицкий Г.А., Хвастунов В.М. Изучение выхода заряженных продуктов электрорасщепления ²⁷Аl. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Общая и ядерная физика. 1978. Вып. 5(5). С. 36 – 38.

6. Хвастунов В.М., Афанасьев Н.Г., Владимиров Ю.В., Савицкий Г.А., Боржковский В.Ф., Власов В.Г., Залюбовский И.И., Стервоедов Н.Г., Фролов А.М. Электрорасщепление ²⁷Аl. // Ядерная Физика. 1980. T. 32. С. 297 – 298.

7. Хвастунов В.М., Майсюков В.Д., Батий В.Г., Владимиров Ю.В., Гамаюнов С.Н., Головня В.Я., Евсеев И.Г., Лихачев В.П., Савчук О.Г. Шевченко А.П. Многопараметровый спектрометр для анализа фотоядерных фрагментов. // Приборы и Техника Эксперимента. 1988. № 1. 17-22.

8. Likhachev V.P., Martins M. N., Kasatkin Yu. A., da Cruz M.T.F., Arruda-Neto J.D.T., Shostak V.B., Denyak V.V., Evseev I.G., Paschuk S. A., and Khvastunov V.M. Disintegration of the deuteron by polarized photons at low energies. // Nuclear Physics. 1998. V. А 628. P. 597-606.

9. Березовой В.П., Хвастунов В.М. Влияние аналоговых состояний на изотопические формфакторы. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Физика высоких энергий и атомного ядра. 1977. Вып. 2(19). С. 41 – 42.

10. Хвастунов В.М., Лихачев В.П., Немашкало А.А., Савицкий Г.А. Изоспиновая структура гигантских резонансов в ядре ⁶⁴Zn. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Общая и ядерная физика. 1978. Вып. 5(5). С. 55 – 56.

11. Хвастунов В.М., Лихачев В.П., Немашкало А.А., Савицкий Г.А., Фартушный В.А., Шебеко А.В. Квадрупольная деформация ядра цинка-64. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Общая и ядерная физика- 1981. Вып. 4(18). С. 16 – 17.

12. Владимиров Ю.В., Деняк В.В., Евсеев И.Г., Завада Л.Н., Касилов В.И., Лапин Н.И., Лихачев В.П., Пащук С.А., Пегушин Е.В., Санин В.М., Хвастунов В.М., Щербак С.Ф. Фотоделение ядра ²³²Th линейно поляризованными фотонами. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-физические исследования (теория и эксперимент). Москва – 1989. Вып. 8(8) с. 89-91.

13. Хвастунов В.М., Деняк В.В., Евсеев И.Г., Завада Л.М., Касилов В.И., Лапин Н.И., Лихачев В.П., Пащук С.А., Санин В.М., Щербак С.Ф. Деление ядра ²³²Th линейно поляризованными фотонами. // Ядерная Физика. – 1994. T. 57. Вып. 11. С. 1930 – 1934.

14. Sanin V.M., Khvastunov V.M., Boldyshev V.F., Shul’ga N.F. Orientation effects in intensity and polarization of g - radiation emitted by 1 GeV electrons in single crystals // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. – 1992. V. B67. P. 251 – 255.

15. Хвастунов В.М. S- асимметрия и сечения в (1^-,0)–, (1^-,1)– каналах фотоделения ядра ²³²Th. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-физические исследования. – 1999. Вып. 1(33). C. 21-22.

16. Khvastunov V.M. Isospin and energy position of isovector giant multipole resonances. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-физические исследования. – 2000. Вып. 2(36). C. 22-23.

17. Хвастунов В.М., Деняк В.В. Деление ядер ²³⁶U и ²³⁸U линейно - поляризованными фотонами в области гигантского дипольного резонанса. // Ядерная Физика. – 2001. T. 64. С. 1344 – 1348.

18. Khvastunov V.M. Polarimeter based on the reaction of photofission of thorium nucleus. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-физические исследования. – 2000. Вып. 2(36). C. 46-47.

19. Khvastunov V.M., Denyak V.V., Kas’yan S.V., Likhachev V.P., Paschuk S.A. Fission of heavy nuclei by linearly polarized photons. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-физические исследования. – 2002. Вып. 2(40). C. 25-29.

20. Khvastunov V.M. Giant multipole resonances. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-физические исследования. – 2003. Вып. 2(41). C. 50-55.

21. Khvastunov V.M., Denyak V.V., Ranyuk Yu.N. Electroexcitation of giant multipole resonances in ⁵⁴Fe and ⁵⁶Fe. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-физические исследования. – 2004. Вып. 5(44). C. 26-30.

22. Хвастунов В.М., Деняк В.В., Ранюк Ю.Н. Рассеяние электронов на ядрах ⁵⁴Fe и ⁵⁶Fe в области энергий возбуждения гигантских резонансов. // Известия РАН. Серия физическая. 2006. Т.70. №11. С. 1576-1584.

23. Хвастунов В.М. Поляризационные эффекты в делении тория и изотопов урана линейно поляризованными фотонами. // Электромагнитные взаимодействия ядер при малых и средних энергиях. Труды 8 семинара. Москва , 2-5 дек. 1991. М. 1992, с. 331 - 335.

24. Савицкий Г.А., Немашкало А.А., Хвастунов В.М. Исследование гигантских мультипольных резонансов в ядрах. // Препринт ХФТИ-76-16, Харьков , 1976. 45 c.

25. Savitskij G.A., Nemashkalo A.A. Khvastunov V.M. Isospin splitting of isovector quadrupole resonances in nuclei // Intern. conf. on nuclear physics with electromagnetic interaction. Mainz, – 1979, p. 3.21.

26. Denyak V.V., Evseev I.G., Likhachev V.P., Pashchuk S.A., Sanin V.M., Khvastunov V.M. Photodіsintegration of Light Nuclei by Linearly Polarized Photons. // 1990 Gordon Research Conf. of Photonuclear Reaction. Aug 6-10, 1990, Tilton, New Hampshire, USA.

27. Хвастунов В.М., Афанасьев Н.Г., Лихачев В.П., Березовой В.П., Немашкало А.А., Савицкий Г.А., Хомич А.А., Ярошевский Л.Д. Электрорасщепление гигантского дипольного резонанса в ядре ⁶⁰Ni. // Программа и тезисы докладов 24 совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, "Наука", Ленинград, 1974, с. 419.

28. Хвастунов В.М., Лихачев В.П., Немашкало А.А., Савицкий Г.А. Изоспиновое расщепление дипольного гигантского резонанса в ⁶⁴Zn. // Тезисы докладов 28 совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, "Наука" Ленинград, 1978, с. 246.

29. Хвастунов В.М., Афанасьев Н.Г., Лихачев В.П., Немашкало А.А., Савицкий Г.А. Влияние изоспина на электровозбуждение изовекторных гигантских резонансов. // Тезисы докладов 29 совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, "Наука" Ленинград, 1979, с. 300.

30. Хвастунов В.М., Афанасьев Н.Г., Владимиров Ю.В., Савицкий Г.А., Боржковский В.Ф., Власов В.Г., Залюбовский И.И., Стервоедов Н.Г., Фролов А.М. Исследование выхода заряженных продуктов электрорасщепление ²⁷Аl. // Тезисы докладов 30 совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, "Наука" Ленинград, 1980, с. 366.

31. Хвастунов В.М., Лихачев В.П., Немашкало А.А., Савицкий Г.А., Фартушный В.А. Энергетическое положение дипольного гигантского резонанса в ядрах. // Тезисы докладов 32 совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, "Наука" Ленинград, 1982, с. 344.

32. Батий В.Г., Ю.В. Владимиров Ю.В., Гамаюнов С.Н., Головня В.Я., Евсеев И.Г. Лихачeв В.П., Майсюков В.Д., Савчук О.Г., Хвастунов В.М., Шевченко А.П. Установка для детектирования фотоядерных продуктов с высоким разрешением по А и Z. // Тезисы докладов 36 совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, "Наука" Ленинград, 1986, с. 388.

33. Хвастунов В.М., Владимиров Ю.В., Деняк В.В., Евсеев И.Г., Завада Л.М., Касилов В.И., Лапин Н.И., Лихачев В.П., Пащук С.А., Пегушин Е.В., Санин В.Н., Щербак С.Ф. Поляризационные эффекты в фоторасщеплении ядра ²³²Th. // Тезисы докладов 40 совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, "Наука" Ленинград, 1990, с. 302.

34. Хвастунов В.М., Владимиров Ю.В., Деняк В.В., Евсеев И.Г., Лихачев В.П., Пащук С.А. a-распад гигантских мультипольных резонансов в ²⁷Al и Ni. // Тезисы докладов 40 совещания по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, "Наука" Ленинград, 1990, с. 303.

35. Хвастунов В.М., Владимиров Ю.В., Деняк В.В., Евсеев И.Г., Завада Л.М., Касилов В.И., Лапин Н.И., Лихачев В.П., Пащук С.А., Пегушин Е.В., Санин В.Н., Щербак С.Ф. Фоторасщепление ядра ²³⁶U у порога линейно поляризованными фотонами. // Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра. Тезисы докладов 42 международного совещания. "Наука" С.-Петербургское отделение, 1992, с. 110.

36. Хвастунов В.М., Владимиров Ю.В., Деняк В.В., Евсеев И.Г., Завада Л.М., Касилов В.И., Лапин Н.И., Лихачев В.П., Пащук С.А., Пегушин Е.В., Санин В.Н., Щербак С.Ф. S-асимметрия фотоделения тория и изотопов урана. // Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра. Тезисы докладов 43-го совещания. Санкт-Петербург, 1993, с. 244.

37. Хвастунов В.М. Деление ²³⁶U линейно - поляризованными фотонами. // Международная конференция по ядерной физике. 49 совещание по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, Тезисы докладов, Санкт-Петербург, 1999, с. 334.

38. Деняк В.В., Хвастунов В.М. Поляризационные явления при фотоделении ядер Th-232 и U-236 в области энергий гигантского дипольного резонанса. // Международная конференция “Свойства возбужденных состояний атомных ядер и механизмы ядерных реакций”. 51 совещание по ядерной спектро-скопии и структуре атомного ядра . 3-8 сентября 2001 г. Тезисы докладов, с. 211-212.

39. Хвастунов В.М., Деняк В.В., Ранюк Ю.Н. Рассеяние электронов на ядрах ⁵⁴Fe и ⁵⁶Fe в области энергий возбуждения гигантских резонансов. // 54 Международное совещание по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра. Белгород. 22-25 июня 2004, с.197.