Лаборатории
фотоядерных
реакций за 2000-2004
годы
НАУЧНЫЕ
РАБОТЫ:
1) Исследование
поляризационных
эффектов в
различных
ядерных процессах.
Руководитель – д.ф.м-н. Г.М. Гуревич.
Руководитель
– к.ф.-м.н.,
Б.А.Тулупов.
Руководитель
– к.ф.-м.н.
Б.А.Тулупов
Руководитель
– к.ф.-м.н. В.Ю.Гришина.
5)
Исследование
фотоделения
и
фотопоглощения
ядер –
актинидов в
области
нуклонных
резонансов.
Руководитель
– д.ф.-м.н. Недорезов
В.Г.
Руководитель – к.ф.-м.н. Долбилкин Б.С.
7) Изучение
структуры
нуклонов и малонуклонных
систем
реальными
фотонами.
Руководитель – к.ф.-м.н. Лисин В.П.
8) Исследование
фоторождения
тяжелых
мезонов.
Руководитель – д.ф.-м.н. Недорезов В.Г.
ПРИКЛАДНЫЕ
И
ИННОВАЦИОННЫЕ
РАБОТЫ:
1) Радиационный
технологический
комплекс ИЯИ
РАН
Руководитель – к.ф.-м.н. Г.В.Солодухов
Руководитель – к.ф.-м.н. Г.В.Солодухов
3) Создание
ускорительных
установок
прикладного
назначения.
Руководитель – к.ф.-м.н. Г.В.Солодухов
Руководитель - д.ф.-м.н. Недорезов В.Г.
5) Разработка
цифрового
рентгеновского
денситометра
(совместно с
ЦИТО МЗ РФ).
Руководитель - д.ф.-м.н. Недорезов В.Г.
НАУЧНЫЕ
РАБОТЫ:
Руководитель – д.ф.м-н. Г.М. Гуревич.
Работа поддерживается грантами РФФИ № 03-02-16175 и ИНТАС № 00-00195.
Защищена диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук.
В лаборатории разработаны и созданы установки для спиновой ориентации атомных ядер (НОРД и НОРД-2). Установка НОРД-2 обладает рекордными на мировом уровне рабочими характеристиками (базовая температура ниже 10 мК, магнитное поле 7 Т) и позволяет ориентировать ядра в пределах всей периодической системы.
Проводятся
исследования
угловых
распределений
заряженных
фрагментов,
испускаемых
ориентированными
ядрами
трансурановой
области. Цель
экспериментов
- изучение
соотношения
между
угловой
анизотропией
альфа-распада
и ядерной
деформацией.
Измерены
угловые распределения
альфа-частиц,
испускаемых
ориентированными
ядрами 241,243Am, 253,254Es, 255Fm в
диапазоне
температур 10-1000
мК (см.
рисунок). Путем
анализа
экспериментальных
данных получены
значения
параметров
углового распределения
альфа-частиц,
характеризующие
амплитуды и
фазы альфа-частичных
волн с разными
орбитальными
моментами (L=0,2,4).
Определена
величина
сверхтонкого
магнитного
поля на ядрах
Es в
матрице
железа.
Получено
значение
дипольного
магнитного
момента 254Es.
Лаборатория участвует в международной коллаборации, которая проводит изучение поляризационных эффектов в np- и nd-рассеянии на пучках поляризованных нейтронов ускорителя Карлова университета в Праге и ускорительного комплекса синхрофазотрона-нуклотрона ОИЯИ (Дубна). Создана мишень с замороженной поляризацией протонов и дейтронов, на которой проводятся измерения спин-зависимых разностей полных нейтрон-протонных сечений при энергии 16,2 МэВ. Полученные данные позволили оценить вклад тензорной составляющей нуклон-нуклонного взаимодействия.
Осуществлена модификация поляризованной мишени Saclay-ANL в “передвижной” вариант (установка MPT на пучке поляризованных нейтронов синхрофазотрона ОИЯИ). На установке MPT проводятся измерения энергозависимостей (в диапазоне 1 – 4 ГэВ) спиновых наблюдаемых под нулевым углом для прямого определения амплитуд NN-рассеяния вперед.
Основные публикации:
1. J.Bros e.a. Measurement of spin-dependent total cross section
difference DsL in neutron-proton scattering at
16 MeV.
Zeitschrift f. Physik A359
(1997) 23-25.
2. N.A.Bazhanov e.a. Frozen spin solid targets developed at the Laboratory
of Nuclear Problems (JINR, Dubna).
Nucl.
Instr. and Meth. A402
(1998) 484-487.
4. V.I.Sharov e.a. Measurements of the np total
cross section difference DsL at 1.59, 1.79 and 2.20 GeV.
Europ. Phys. Journ. C13 (2000) 255-265.
ядрами. Диссертация на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук (2001) 1-196.
6. N.S.Borisov e.a. Experimental research of the NN scattering with
polarized particles at the VdG accelerator of
transuranium nuclei. EMIN-2003,
2)
Исследование
угловых
распределений
фотонейтронов
в средних и
тяжелых ядрах
в области
энергий изовекторного
электрического
квадрупольного
резонанса
Руководитель – к.ф.-м.н., Б.А.Тулупов
Работа ведется в рамках проекта 03 - 02 - 16931 РФФИ.
Проект направлен на дальнейшее уточнение и развитие существующих представлений о механизмах формирования и модах распада гигантских электрических резонансов. С этой целью в проекте предлагалось исследовать угловые распределения и асимметрию вылета фотонейтронов из ряда ядер, в частности, из ядра 208Pb в области энергий изовекторного электрического квадрупольного резонанса (ИВЭКР) с фиксацией заселения основных состояний соответствующих дочерних ядер, что позволит существенно продвинуться вперед в изучении гигантских резонансов. Такого рода исследования дают возможность наиболее точно выделить вклад этого практически неизученного резонанса и определить его основные параметры.
Регистрация фотонейтронов в соответствующем эксперименте будет производиться с помощью нейтронного спектрометра с высокой суммарной эффективностью регистрации и энергетическим разрешением и при выборе оптимальных условий эксперимента. Измерения будут выполняться на пучке меченых фотонов, создание которого на базе тормозного излучения электронного пучка разрезного микротрона НИИЯФ МГУ предполагается осуществить в ходе выполнения проекта.
Согласно плану проекта на 2003 год экспериментально исследованы рабочие загрузки и фоновые условия на разрезном микротроне НИИЯФ МГУ, а также проведены эксперименты для определения условий и мест размещения детекторов излучающих электронов с целью создания системы мечения тормозных фотонов с энергией 20-30 МэВ. Для получения меченых фотонов в данном диапазоне энергий оказалось наиболее удобным для целей регистрации излучающих электронов использовать электронный пучок с первичной энергией 50 МэВ.
Планируемые измерения с системой мечения требуют настройки ускорителя в режиме малых токов. Для относительных измерений интенсивности был изготовлен сцинтилляционный детектор на основе монокристалла NaI(Tl) и ФЭУ-93 с электроникой в стандарте CAMAC. Настройка детектора запланирована на 2004 год.
Изготовлены опытные варианты механической конструкции системы мечения с одним каналом на основе двух фотоэлектронных умножителей ФЭУ-87 и пластического сцинтиллятора NE102. Оборудование смонтировано на пучке, наладку и подбор режимов на пучке ускорителя планируется провести в первом полугодии 2004г. Продолжается работа по изготовлению 11 элементов системы мечения. Изготовляются опытные варианты сборки детекторов гамма-квантов и нейтронов на основе монокристалла стильбена. Два детектора были смонтированы на пучке ускорителя; проверена фоновая обстановка в зале ускорителя. Показано, что при малых токах ускорителя нет существенных наложений импульсов (<10%) , успешно работает система дискриминации частиц по форме сцинтилляционного импульса (надежность дискриминации 1:500 в заданном диапазоне амплитуд импульсов сцинтилляции) и практически отсутствует наводка от электромагнитных систем ускорителя. Изготовлен и протестирован в автономном режиме контроллер CAMAC –PC IBM для автоматизации экспериментальной установки.Рассчитаны поток гамма-квантов от тормозной мишени, используемой в разрезном микротроне НИИЯФ МГУ, и возможное число нейтронов, вылетающих из мишени 208Pb в одну секунду в результате реакции (гамма,n0) в рассматриваемой области энергий.
На основе континуумного приближения случайной фазы разрабатывается полумикроскопический подход для совместного описания на микроскопическом уровне сечений некоторых реакций в области энергий, соответствующих возбуждению электрических изовекторных дипольного и квадрупольного гигантских резонансов, в том числе: фотопоглощения в данной области энергий; (гамма,n)-реакции с возбуждением низколежащих (однодырочных) уровней ядра-продукта; асимметрии (относительно 90 градусов) углового распределения этой реакции. В рамках этого подхода для ядра 208 Pb получены предварительные реззультаты для энергетической зависимости сечения реакции (гамма, n ) под углом 55 градусов, представленные на рисунке в сравнении с имеющимися экспериментальными данными.
Сечение вылета нейтронов рассчитано для двух значений параметра R*, эквивалентного радиусу действия оптического потенциала для вылетающей частицы: R*=R (сплошная кривая) и R*=1,5 R (штриховая кривая), где R – радиус ядра. Поскольку соответствующие экспериментальные данные получены для энергии возбуждения остаточного ядра в области 0 – 4 МэВ, то расчеты выполнены для аналогичных условий.
Публикации
по работе:
1). М.Л.Горелик, Б.А.Тулупов, М.Г.Урин “Асимметрия углового распределения
(g , n) - реакции в области энергий изовекторного электрического квадрупольного
гигантского резонанса”. Известия РАН, сер.физ. 67, № 5, с. 733 (2003);
2). M.L.Gorelik, B.A.Tulupov, M.H.Urin “On
the asymmetry of the (g, n) reaction angular distribution
in the energy
region of the isovector electric quadrupole
resonance”, Proceedings of the X Int.
Seminar
“Electromagnetic Interactions of Nuclei at Low and Medium
Energies”,
3)
Исследование
полных
сечений фотопоглощения
и фотонейтронных
реакций в
средних
ядрах в
области
гигантских
резонансов
низших
мультипольностей
Руководитель – к.ф.-м.н. Б.А.Тулупов
Работа выполнена в рамках проекта РФФИ 01-02-16478.
Цель проекта - уточнение и развитие существующих представлений о механизмах формирования и модах распада гигантских мультипольных (электрических) резонансов.
Проведено измерение полных и некоторых парциальных фотонейтронных сечений в области средних ядер ( 52Cr и 51V). Проведен анализ результатов в рамках теории конечных ферми-систем с учетом остаточных взаимодействий, зависящих от скорости.
На рисунке представлены некоторые результаты выполненных исследований [1]. Они демонстрируют достаточно большие возможности использованных экспериментальных и теоретических методов. Однако, вопрос об объяснении структуры в полном сечении фотопоглощения, в частности, в области максимума ДГР остается открытым. В использованном варианте теории ни при каком разумном выборе параметров возникновение подобной структуры невозможно. Тем не менее, существование определенной коррелированности структур в экспериментальном полном сечении поглощения и в силовой функции частично-дырочных возбуждений явно наблюдается. Поэтому для ее объяснения необходимо дальнейшее развитие теории.
Публикации:
1. V.Kouznetsov, S.Merkulov, G.Solodukhov, Yu.Sorokin, B.Tulupov.
Proc. Of the X International
Seminar
“Electromagnetic Interactions of Nuclei at Low and Medium
Energies”,
4) Изучение
спиновых
эффектов в
процессах
фоторождения
мезонов и
фоторасщепления
легких ядер при
средних и
высоких
энергиях
Руководитель
– к.ф.-м.н.
В.Ю.Гришина.
Работа
поддержана
грантом РФФИ
02-02-16783
Цель
работы -
разработка
нового непертурбативного
подхода к фотон-адронным
и адрон-адронным
реакциям в
области
средних и
высоких энергий
с
использованием
обобщенной кварк-глюонной
струнной
модели (КГСМ)
с учетом
спиновых переменных.
Расширенная
версия КГСМ была
успешно
применена
для анализа
целого ряда
реакций,
таких как:
фоторасщепление
дейтрона,
рождение
пионов, каонов и
очарованных D
мезонов в пион-нуклонных
и
нуклон-нуклонных
столкновениях,
а так же рождение
мезонов в
процессах pn à dM.
Последовательный
учет
спиновых
переменных
позволил
детально
исследовать
как дифференциальные
сечения так и
поляризационные
наблюдаемые
для
указанных
реакций.
В
качестве
примера на
рисунке
показано
угловое распределение
для конечных
протонов в реакции
фоторасщепления
дейтрона.
Предсказанный
в КГСМ эффект
асимметрии
вперед-назад
(штрихованная
кривая)
подтвержден
в недавнем
эксперименте
Jlab США
(черные
треугольники).
Результаты теоретического рассмотрения в рамках КГСМ анализировались и сопоставлялись с нашими расчетами, выполненными с использованием метода эффективного Лагранжиана на уровне мезон-нуклонных степеней свободы а также модели реджезованной борновской амплитуды для мезонных и нуклонных обменов. Также сравнивались новые предсказания, полученные в рамках КГСМ, с ранее известными результатами, полученными в рамках пертурбативной КХД.
Результаты
данных
теоретических
исследований
cоответствуют
высокому
мировому
уровню и
находят
применение
при анализе новых
экспериментальных
данных, полученных на
ускорителях
ведущих
исследовательских
центров
(TJNAF(США), GRAAL (Франция), COSY-Juelich
(Германия), а
также
используются
при подготовке
физической
программы
исследований
на
проектируемом
ускорительном
комплексе в
Дармштадте
(Германия).
Список литературы:
1. V.Yu. Grishina (
2. V.Yu. Grishina (
3. V.Yu. Grishina
(Moscow, INR), L.A. Kondratyuk (Moscow, ITEP), M. Buscher (Julich, Forschungszentrum),
C. Hanhart (Washington U., Seattle), J. Haidenbauer, J. Speth (Julich, Forschungszentrum), Eta and eta-prime meson
production in the reaction pn à dM
near threshold. Phys.Lett.B475 (2000) 9-16.
4. V.Yu. Grishina (
5. E.L. Bratkovskaya (
6. V.Yu. Grishina (
9. V. Kleber (Julich, Forschungszentrum),
M. Buscher, V. Chernyshev,
S. Dymov, P. Fedorets, V. Grishina, C. Hanhart, M. Hartmann,
V. Hejny, A. Khoukaz, H.R.
Koch, V. Komarov, L. Kondratyuk,
V. Koptev, N. Lang, S. Merzliakov,
S. Mikirtychiants, M. Nekipelov,
H. Ohm, A. Petrus, D. Prasuhn,
R. Schleichert, A. Sibirtsev,
H.J. Stein, H. Stroher, K.H. Watzlawik,
P. Wustner, S. Yaschenko,
B. Zalikhanov, I. Zychor (Julich, Forschungszentrum &
Moscow, ITEP & Dubna, JINR & Moscow, INR
& Munster U. & St. Petersburg, INP & ZEL, Julich
& Soltan Inst., Swierk),
a_0^+(980) resonance production in pp à dK^+
\bar K^0 reaction close to threshold. Phys.Rev.Lett.91 (2003) 172304.
10. V.Yu. Grishina (
5)
Исследование
фотоделения
и
фотопоглощения
ядер –
актинидов в
области
нуклонных резонансов.
Руководитель – д.ф.-м.н. Недорезов В.Г.
Работа поддержана РФФИ № 04-02-16696 .
Часть результатов получена в сотрудничестве с ИЯФ СО РАН (Новосибирск) и TJNAF (США), а также РНЦ «Курчатовский институт».
Защищена одна кандидатская диссертация.
По тематике подготовлен обзор в УФН [1].
До
недавнего
времени
многочисленные
экспериментальные
данные по
полным
сечениям
фотопоглощения
ядер от 7Li до 238U
полученные
при энергиях
выше порога
рождения
пионов
указывали на
универсальный
характер
зависимости
полных
сечений от атомного
номера ядра
мишени (см.,
например, обзор
[1]). При
этом
влияние
ядерной
среды (Ферми
– движение
нуклонов,
принцип
Паули, внутриядерные
каскады)
выражается в
деформации
кривых
дифференциальных
сечений, изменении
положения
максимума
нуклонных резонансов
и других
модификациях
, но в интегральных
сечениях
заметной
разницы между
полным фотопоглощением
на свободном
и связанном
нуклоне нет .
Первые работы, проведенные на пучке комптоновских фотонов в Новосибирске [2-3], и новые эксперименты , выполненные недавно в Канаде и США совместно с сотрудниками ЛФЯР [4-5] показали, что для ядер-актинидов полные сечечния фотопоглощения лежат существенно (на 20%) выше универсальной кривой. Следовательно, можно сделать предположение о существовании дополнительных механизмов взаимодействия фотонов с ядрами, которые не связаны с фоторождением мезонов.
Дополнительная информация о процессе фотовозбуждения ядер, в частности о средней энергии возбуждения делящихся ядер после прохождения в нем внутриядерного каскада была получена путем измерения массовых распределений осколков деления. Известно, что асимметрия в массовом распределении осколков связана с оболочечными эффектами, которые играют заметную роль при низких энергиях возбуждения и становятся пренебрежимо малыми выше, примерно, 50 МэВ. Измерения вероятности симметричного и асимметричного деления были выполнены в Новосибирске для ядер 238U и 237Np [3]. Показано, что доля симметричного деления по отношению к полному выходу не превышает 40% для обоих ядер, то есть доминирует асимметричное деление ядер. Поэтому можно сделать качественный вывод о том, что доля процессов с низкой энергией возбуждения делящегося ядра довольно велика. Другим качественным указанием на то, что средняя энергия возбуждения делящихся ядер невелика по сравнению с энергией падающего фотона является относительно большая вероятность возбуждения спонтанно делящихся изомеров фотонами и электронами в области энергий до 1,2 ГэВ (см.обзор [|1]. Как известно, изомерные состояния в делящихся ядрах возникают благодаря оболочечным эффектам, ответственным за формирование двугорбого барьера деления. С ростом энергии возбуждения выше примерно 30 МэВ барьер становится одногорбым (жидко-капельным) и вероятность образования изомеров (по данным реакций с нуклонами) падает до нуля. Таким образом, естественно предположить, что существует дополнительные механизмы возбуждения ядер, связанные с малой передачей энергии импульса. Однако, поиски таких механизмов пока не дали положительных результатов.
По этой тематике лаборатория фотоядерных реакций ведет совместную работу на установке “ГАММА» накопителя электронов «Сибирь-2» в РНЦ «Курчатовский Институт». Первые эксперименты по изучению полных сечений фотопоглощения ядер – актинидов в области нуклонных резонансов, проведенные в 2003 году, имели, в основном, методический характер. Однако, полученные данные позволили определить верхнюю границу вероятности «быстрого деления», или фрагментации ядер 238U под действием фотонов с энергией до 2.5 ГэВ, что имеет отношение к вопросу об отличии полных сечений фотопоглощения ядер - актинидов от «универсальной кривой».
В настоящее время готова начальная часть канала ГАММА, позволяющая выводить тормозной пучок с максимальной энергией 2, 5 ГэВ из прямолинейной секции накопителя с интенсивностью около 105 /сек (излучение на остаточном газе). В перспективе при использовании лазеров возможны два различных варианта создания g-пучков, различающихся диапазоном энергий и интенсивностью. Аргоновый лазер позволит иметь пучок с энергией от 100 МэВ до 500 МэВ с интенсивностью до 107 /сек и энергетическим разрешением около 10 МэВ. Использование длинноволновых лазеров типа СО2 позволит иметь пучок с энергией от 1 до 20 МэВ с интенсивностью до 109 /сек. В перспективе возможно создание пучка в том же диапазоне энергий, но более высокой интенсивностью (до 1012/сек), на базе лазера на свободных электронах.
В
первых
экспериментах
использовалось
тормозное
излучение с
максимальной
границей
спектра 2,5 ГэВ.
Были
проведены измерения
параметров
пучка с
использованием
мишеней из U-238 и
твердотельных
трековых
детекторов. Измерена
вероятность
образования
длиннопробежных
осколков деления
для ядер U-238.
Показано, что
она не
превышает 10-4 по
отношению к
вероятности
обычного
деления. Это
означает, что
фрагментация
ядер – актинидов
не может
приводить к
заметному увеличению
полного
сечения
фотопоглощения.
Основные
публикации:
1. В.Г.Недорезов, А.А.Туринге , Ю.А.Шатунов. «Фотоядерные эксперименты на пучках гамма-квантов,
получаемых
методом
обратного комптоновского
рассеяния».
УФН 174, 4
(2004), 353-370.
3. Д.И.Иванов, Г.Я.Кезерашвили, С.И.Мишнев, В.Г.Недорезов, А.С.Судов, А.А.Туринге, Г.М.Тумайкин.
Ядерная физика,.55 (1992)907, 55 (1992)2623.
4. J.S.Sanabria, B.L.Berman, C.Getina, P.L.Cole, W.R.Dodge, V.G.Nedorezov, A.S.Sudov, G.
Ya.Kezerashvili, NIM A441 (2000) 525-534.
5. .J.S.Sanabria,
B.L.Berman,... C.Getina, P.L.Cole, W.R.Dodge, ...V.G.Nedorezov, A.S.Sudov, G.
Ya.Kezerashvili, Phys.Rev. C61 (2000) 034604.
6. А.Д.Беляев, В.Г.Недорезов, Н.В.Руднев, А.А.Туринге. Создание интенсивного пучка гамма-квантов на
накопителе электронов «Сибирь-2» КЦСИ РНЦ КИ». Тезисы докладов РСНЭ -2003. , ИК РАН,
Москва (2003), стр. 486.
7. А.Д.Беляев, В.Г.Недорезов, А.А.Туринге и др. Тр.Х Семинара по Эл.м. взаимод. ядер. (2003) Москва,
изд.ИЯИ РАН под ред.Г.М.Гуревича, 2003.
8. А.Д.Беляев, В.Г.Недорезов, Н.В.Руднев, А.А.Туринге. «Фотоделение ядер-актинидов в области
нуклонных резонансов». ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА, 67 (2004) 8, 1-5.
6)
Исследование
барионных резонансов в
сечениях
фотопоглощения при
энергиях 0.2-1.2
ГэВ
на нуклонах
и ядрах.
Рук. – к.ф.-м.н. Долбилкин Б.С.
Цель работы - изучение барионных резонансов, возбуждаемых в сечениях фотопоглощения
протоном
и ядрами.
Проведен
дополнительный
анализ
данных
Международной
Коллаборации
А2,
базирующейся
на
микротроне MAMI B,
Майнц, ФРГ в
работе
которой ИЯИ
РАН участвует
с
В области барионных резонансов до энергий 1.2 ГэВ сечение фотопоглощения в ядрах, начиная с Li, описывается плавной «универсальной кривой», что означает независимость сечения от массового числа А и соотношения числа протонов и нейтронов в ядрах. Это предполагает преобладание некогерентного механизма фотопоглощения в резонансной области и равенство в ядерной средепротонных и нейтронных сечений. Однако, новые данные на малонуклонных системах, в том числе изотопах гелия, показали существенные отличия от универсальной кривой формы сечения на протоне, где отчетливые резонансы видны при энергиях фотонов 320, 720, 1000 МэВ. В малонуклонных системах (дейтрон, гелий) форма сечений имеет переходный характер от протона к сложным ядрам, в которых из всей структуры остается лишь размытый D- резонанс. Ранее многократно обсуждались причины размытия формы сечений, предполагалось уменьшение силы резонансов, начиная с дейтрона, и как следствие неравенство сечений нуклонов.
Анализ совокупности данных показал, что хотя универсальная кривая при А = 1 - 4 не выполняется для σ /A, интегральное сечение поглощения, деленное на А, сохраняется в пределах ошибок экспериментов в области энергий 0.2-1.2 ГэВ как для протона, так и малонуклонных систем и сложных ядер вплоть до урана. Отсюда вытекает равенство сечений нуклонов для всей области А массовых чисел. Желательны теоретические расчеты как для полного, так и парциальных сечений фоторождения, до сих пор они существенно отличаются от результатов экспериментов.
Ниже приведены полное и парциальные сечения фоторождения на протоне в области энергий 200-800 МэВ, где они измерены с наилучшей точностью в настоящее время. Видно, что резонанс при 720 МэВ формируется в основном за счет двойного фоторождения пионов с шириной на полувысоте ~ 350 МэВ., значительно большей, чем у D- резонанса, поэтому в ядерной среде он становится значительно шире, чем последний, и практически исчезает при А больше 4.
Основные
публикации:
1. B. Dolbilkin, Proc.
INPC, International Nucl.Phys. Conf.,
Geteborg ( 2004) p.36.
2. Б.С.Долбилкин и др., Препринт ИЯИ-0934/96.
7)
Публикации:
1. B. Dolbilkin,
Proc. INPC, Int. Nucl. Phys. Conf., Geteborg (
2004) p.36.
3. B. Dolbilkin,
Proc. Int.Conf. ElМ Int with nucleons
and nuclei,
4. Б.С. Долбилкин, А.Е. Забродин и др, Препринт ИЯИ-0934/96.
7) Изучение структуры нуклонов и малонуклонных систем реальными фотонами
Руководитель – к.ф.-м.н. Лисин В.П.
Работа
ведется по соглашению
о
международном
сотрудничестве
между ИЯИ РАН
и Институтом
ядерной физики
(Майнц, ФРГ).
По материалам сотрудничества защищены три кандидатские диссертации.
Цель проекта - проведение высокоточных измерений фотоядерных сечений для проверки справедливости различных теоретических моделей нуклона. В экспериментах используется один из лучших в мире ускорителей своего класса – разрезной микротрон MAMI (Mainz Microtron) c непрерывным во времени пучком электронов. Новизна и актуальность работы обеспечена также использованием поляризованных мишеней (H, D, He) и поляризованных гамма квантов (циркулярно (радиатор из ферромагнетика) или линейно (радиатор из алмаза)). Основные усилия были сосредоточены по двум главным направлениям: измерение комптоновского рассеяния на протоне и измерение сечений полного фотопоглощения и парциальных реакций фоторождения на протоне и нейтроне с поляризованными пучком и мишенью.
Среди основных результатов можно отметить измеренные впервые, либо уточненные значения ряда фундаментальных констант, характеризующих структуру нуклона:
- интеграл Герасимова-Дрелла-Хирна (ГДХ) в области энергий 200 – 1800 МэВ (впервые);
- прямая спиновая поляризуемость протона (g0) (впервые);
- обратная спиновая поляризуемость протона gp ( это измерение не подтвердило полученное
впервые американской группой значение gp, и согласуется с большинством теоретических
предсказаний (второе измерение);
- спиновые зависимости дифференциальных сечений фоторождения и полного фотопоглощения на
протоне при энергиях 200-1800 МэВ (впервые);
- дипольные электрическая и магнитная поляризуемость протона (уточнены).
В настоящее время завершен набор статистики и начат анализ данных по измерению спиновых зависимостей дифференциальных сечений фоторождения и полного фотопоглощения на нейтроне при энергиях 200-800 МэВ (интеграл Герасимова-Дрелла-Хирна на нейтроне) (измеряется впервые). Ведется подготовка к экспериментам в области энергий до 1.6 ГэВ с детектором Crystal Ball. Первый эксперимент посвящен измерению дипольного магнитного момента D+ (1232)-изобары (измеряется впервые).
Вклад сотрудников ЛФЯР в работы в Майнце:
- Изготовление активной (сцинтилляционные детекторы) и пассивной (6Li) защиты большого детектора
NaI, служившего основным детектором в нескольких экспериментах по комптоновскому рассеянию на
протоне и дейтроне.
- Разработка программных средств моделирования экспериментов по комптоновскому рассеянию.
- Обработка части результатов эксперимента по измерению сечений фоторождения на
неполяризованном и поляризованном протоне.
- Наладка и матобеспечение работы Мёллеровского поляриметра, позволяющего измерять поляризацию
пучка в течение эксперимента.
- Обслуживание жидководородной мишени и поляризованной мишени с замороженным спином.
- Сборка и отладка фотонного плеча эксперимента LARA (комптоновское рассеяние на протоне в
широком диапазоне углов и энергий).
- Моделирование, планирование и выставка оборудования эксперимента LARA.
- Полная обработка результатов эксперимента LARA.
- Моделирование и исследование характеристик детекторов BaF в эксперименте по измерению
дипольных поляризуемостей протона.
- Разработка части матобеспечения для анализа эксперимента по проверке правила ГДХ на нейтроне.
- Изготовление и обслуживание жидководородной мишени для планируемого эксперимента по
измерению дипольного магнитного момента D+ (1232)-изобары.
- Участие в сборке и наладке нового детектора Crystal Ball.
- Подготовка части матобеспечения для анализа данных экспериментов с новым детектором Crystal Ball.
- Моделирование некоторых возможных экспериментов с детектором Crystal Ball.
Основные
публикации:
1. J.
Ahrens, … R. Kondratiev, … V. Lisin,
…
2. J.
Ahrens, … R. Kondratiev, … V. Lisin, …
3. H. Dutz, … R. Kondratiev,
… V. Lisin, …
and Medium Energies”,
5. R. Kondratiev, V. Lisin . Proceedings of the 10th seminar
“Electromagnetic Interactions of Nuclei at Low and
Medium Energies”,
7. J. Ahrens, … R. Kondratiev, … V. Lisin, …
8. V. Olmos de León, … A. Polonski, … EPJ A10 (2001) 2079
9. J.
Ahrens, … R. Kondratiev, … V. Lisin, …
10. S.
Wolf, V. Lisin, R. Kondratiev,
…
12. S.
Wolf, V. Lisin, R. Kondratiev,…
I. Preobrajenski, … Eur.
Phys. J. A12 (2001) 231
13. I.Preobrajenski Proc. GDH2000, Mainz 2000, World Sci.,
ed. D. Drechsel & L. Tiator,
2001, p. 109.
14. J.
Ahrens, … R. Kondratiev, … V. Lisin, …
16. Preobrajenski
Czech. J. of Phys. 50(2000)315
17. S. Altieri, …,
18. V. Lisin . Proc. of the 9th seminar
“Electromagnetic Interactions of Nuclei at Low and Medium
Energies”,
19.
Energies”,
20. Zabrodin, … Phys. Rev. C60(1999)055201
25. Hünger, … B. Dolbilkin,
… R. Kondratiev,
… V. Lisin, … Nucl. Phys. A620(1997)385
27. Hünger,
… B. Dolbilkin, R. Kondratiev, V. Lisin, A. Polonski. Nucl. Instr. Meth.
A372(1996)135
28. J. Peise, … B. Dolbilkin,…
R. Kondratiev,… V. Lisin,…
Phys. Lett. B384(1996)37
Детектирующая
система
эксперимента
по проверке
правила сумм
ГДХ.
Элементы
оборудования
поляризованной
мишени
(протонной и дейтронной)
с
замороженным
спином
Часть
электронного
оборудования
эксперимента
по измерению
электрической
и магнитной
дипольных
поляризуемостей
протона.
Готовящийся детектор Crystal Ball -- 672 кристалла NaI с фотоm