Ядерная физика
Тематика публикаций включает вопросы экспериментальных и теоретических исследований структуры, спектров и свойств ядер радиации, деления и ядерных реакций, вызванных фотонами, лептонами и адронами; фундаментальных взаимодействий и симметрий; соударений частиц при высоких и сверхвысоких энергиях; калибровочных и объединенных квантовых теорий поля, кварковых моделей, суперсимметрии и супергравитации, также печатаются статьи по астрофизике, космологии, математическим проблемам ядерной физики.
Журнал является рецензируемым, включен в Перечень ВАК. С 2010 г. входит в систему РИНЦ.
Журнал основан в 1965 году.
Свидетельство о регистрации СМИ: 0110204 от 05.02.1993
Текущий выпуск
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 87, № 6 (2024)
ЯДРА. Теория
ПРИБЛИЖЕНИЕ СЕПАРАБЕЛЬНЫХ СИЛ В ОБОБЩЕННОЙ ТЕОРИИ КОНЕЧНЫХ ФЕРМИ-СИСТЕМ
Аннотация
Приближение сепарабельных сил впервые применяется к обобщенной теории конечных Фермисистем (ТКФС), которая была развита в работах [1–4] с целью последовательного учета в рамках метода функций Грина сложных конфигураций с фононами. Используются стандартные мультиполь-мультипольные силы, и для их квадрупольного случая два параметра подгоняются по известным квадрупольным эффективным поляризационным зарядам, которые хорошо известны в эксперименте и в стандартной ТКФС. Показано, что в этом приближении уравнения стандартной ТКФС для вершины и полной амплитуды рассеяния легко решаются. Получено полезное соотношение между эффективными квадрупольными поляризационными зарядами и параметрами сепарабельных сил, которые описывают полную амплитуду рассеяния в сепарабельном виде. Как применение нашего подхода впервые изучено уравнение для регулярной части Γ амплитуды рассеяния. Оценены оба свободных члена этого уравнения и показано, что дополнительный член, содержащий произведение двух амплитуд рождения фонона, в несколько раз превосходит другой свободный член, которым является эффективное взаимодействие ТКФС, взятое в сепарабельном приближении. Полученные решения уравнения для Γ приводят к выводу, что этой величиной нельзя пренебрегать. Поскольку Γ естественно появляется в обобщенной ТКФС для описания двухфононных возбуждений, то это означает, что теория двухфононных возбуждений может заметно усложниться.
Ядерная физика. 2024;87(6):451-459
451-459
ФОТОНЕЙТРОННЫЕ РЕАКЦИИ НА ЯДРЕ 52Cr В ЭКСПЕРИМЕНТАХ С ТОРМОЗНЫМ γ-ИЗЛУЧЕНИЕМ
Аннотация
Исследована достоверность данных по сечениям реакций (γ, 1 ) и (γ, 2 ) на ядре 52Cr, полученных в эксперименте на пучке тормозного γ-излучения с помощью внесения в сечение выхода нейтронов σ(γ, ) = = σ(γ, 1 ) + 2σ(γ, 2 ) поправок, рассчитанных по статистической теории. С помощью экспериментальнотеоретического метода оценки сечений парциальных реакций, основанного на объективных физических критериях достоверности, установлено, что сечения парциальных реакций, полученные таким методом, физическим критериям не удовлетворяют. Экспериментальное сечение реакции 52Cr(γ, 1 )51Cr недостоверно существенно занижено, а реакции 52Cr(γ, 2 )50Cr – напротив, завышено по сравнению с оцененными сечениями. Показано, что это обусловлено недостатками использованного метода получения информации о сечениях парциальных реакций. Основной причиной обнаруженных систематических погрешностей является отсутствие в эксперименте учета вклада двухнуклонной реакции (γ, 1 1 ), сечение которой по основным параметрам (энергетическое положение и амплитуда) близко к сечению также двухнуклонной реакции (γ, 2 ), тогда как множественности образующихся в них нейтронов различаются.
Ядерная физика. 2024;87(6):460-468
460-468
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТА ДОПЛЕРА В РЕАКЦИИ 16O(n, αγ)13C С УЧЕТОМ ЗАМЕДЛЕНИЯ ИОНА 13C*
Аннотация
Доплеровское уширение γ-линий вторичного возбужденного ядра 13C∗, рожденного в реакции 16O(n, αγ)13C под действием нейтронов в мишени из оксида бериллия, рассчитано в рамках LSS-модели для электронных потерь ионов при малых энергиях. Сечения реакции 16O(n, αγ)13C получены с помощью модели ядерных реакцийкварковогоуровняCHIPS.Показано,чтозамедлениерадиоактивногоионапринеслишкомбольших и не слишком малых временах жизни γ-уровней определяет форму детектируемых γ-линий.
Ядерная физика. 2024;87(6):469-471
469-471
ОБ ЭНЕРГИЯХ СВЯЗИ ЯДЕР 3H, 3He В ТРЕХЧАСТИЧНЫХ УРАВНЕНИЯХ ФАДДЕЕВА С ПРЯМЫМ ИНТЕГРИРОВАНИЕМ
Аннотация
В работе представлен новый метод поиска энергий связи систем из трех тел, основанный на численном решении системы однородных уравнений Фаддеева относительно матрицы 𝑇 с прямым численным интегрированием без традиционного парциально-волнового разложения. В работе мы стремились продемонстрировать на простейших системах с тремя точечными нуклонами особенности численного решения однородных уравнений Фаддеева, двухчастичные 𝑡-матрицы, в которых генерируются как локальными, так и нелокальными потенциалами. Установлено характерное поведение энергий связи трех тел в зависимости от изменения числа узлов радиальной сетки относительных импульсов. В работе сравниваются метод Паде-аппроксимантов и алгебраический метод обращения матриц при численном решении уравнений Липпмана–Швингера. Показано, что оба метода могут быть использованы в задачах поиска энергий связи систем из трех тел. В выбранной численной схеме проведены оценки влияния кулоновского отталкивания и трехчастичной 𝑁𝑁𝑁 -силы на энергии связи рассматриваемых систем. Показано, что отсутствующее 𝑁𝑁𝑁 -взаимодействие должно быть зарядово-зависимым, чтобы объяснить перекос в недостающих вкладах в энергиях связи рассматриваемых ядер ³He, ³H на уровне 143 кэВ.
Ядерная физика. 2024;87(6):472-485
472-485
АНАЛИЗ НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ ПОЛЯРИЗОВАННЫХ ПРОТОНОВ НА ЯДРАХ 54,56Fe
Аннотация
В работе анализируются результаты экспериментов по неупругому рассеянию поляризованных протонов на ядрах 54,56Fe. В работе впервые представлены дифференциальные сечения и анализирующая способность для уровней 2+1 , 2+2 , 4+1 , 4+2 при рассеянии протонов с энергией 16 МэВ. Также анализируются опубликованные экспериментальные данные для этих же уровней, но для энергии протонов 18.6 и 400 МэВ. Расчеты наблюдаемых неупругого рассеяния выполнялись по методу связанных каналов для энергий протонов 16 и 18.6 МэВ и по методу искаженных волн для энергии 400 МэВ. Сравнивались предсказания двух коллективных моделей возбужденных состояний ядра: модели асимметричного ротатора и многофононной вибрационной модели. Кроме того, тестировались волновые функции возбужденных состояний, рассчитанные по модели оболочек.
Ядерная физика. 2024;87(6):486-499
486-499
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И ПОЛЯ. Эксперимент
ПОИСК ПОТОКА ГЕОАНТИНЕЙТРИНО ОТ 40K ПО ДАННЫМ ДЕТЕКТОРА БОРЕКСИНО
Аннотация
Детектор Борексино кроме потоков солнечных нейтрино может регистрировать и потоки антинейтрино, используя реакцию упругого рассеяния нейтрино и антинейтрино на электроне. Антинейтринные потоки производятся внутри Земли изотопами естественной радиоактивности и на поверхности ядерными реакторами атомных электростанций. Мы провели анализ последних данных детектора Борексино, добавив к фонам и потокам солнечных нейтрино известные потоки антинейтрино. В результате анализа был получен поток антинейтрино от 40K, который оказался значительным по величине. При этом все потоки солнечных нейтрино согласуются с моделью Солнца малой металличности.
Ядерная физика. 2024;87(6):500-504
500-504
КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ МЕЖДУ СКОРОСТЬЮ СЧЕТА ГАММА-КВАНТОВ НА LVD ОТ ЕСТЕСТВЕННОЙ РАДИОАКТИВНОСТИ И АТМОСФЕРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ
Аннотация
В работе исследуется эффект влияния атмосферного давления на скорость счета гамма-квантов от естественной радиоактивности, измеряемых в режиме постоянного мониторирования на детекторе большого объема (LVD). Выбросы во временных рядах гамма-квантов связаны с эманацией радона из грунта в подземном помещении экспериментального зала. В результате анализа часовых данных не найдено прямой связи между изменением давления и скорости счета гамма-квантов. Во время резких понижений давления не обнаружен задержанный пампинг-эффект для гамма-квантов. Обнаружена сильная антикорреляция трендов изменения скорости счета гамма-квантов и давления на масштабах порядка 3–4 месяцев.
Ядерная физика. 2024;87(6):505-512
505-512
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА 𝑒+𝑒- → π+π-π0 В ОБЛАСТИ ЭНЕРГИИ 1.075–1.975 ГэВ
Аннотация
Процесс 𝑒+𝑒− → π+π−π0 был исследован в интервале энергии от 1.075 до 1.975 ГэВ по данным с интегральной светимостью около 70 пбн−1, накопленным в эксперименте с детектором СНД на 𝑒+𝑒−-коллайдере ВЭПП-2000. В модели, включающей промежуточные состояния ρ(770)π, ρ(1450)π и ωπ0, были проанализированы распределения Далитца. В результате были измерены энергетические зависимости полного сечения процесса 𝑒+𝑒− → π+π−π0, сечений для промежуточных состояний ρ(770)π и ρ(1450)π и относительные фазы между амплитудой ρ(770)π и амплитудами ρ(1450)π и ωπ0. В модели векторной доминантности впервые была проведена совместная аппроксимация сечений 𝑒+𝑒− → ρ(770)π и ρ(1450)π и относительной фазы между амплитудами этих состояний. Учитывались вклады резонансов ω, ϕ, ω(1420) и ω(1650). В результате аппроксимации было получено, что распад ω(1650) → π+π−π0 идет в основном через промежуточное состояние ρ(1450)π, тогда как в распаде ω(1420) → π+π−π0 доминирует механизм ρ(770)π. Полученные результаты уточняют предыдущее измерение СНД.
Ядерная физика. 2024;87(6):513-524
513-524
ИЗМЕРЕНИЕ АНАЛИЗИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ 𝑝𝑝 И 𝑝𝑝 УПРУГОГО РАССЕЯНИЯ НА УСТАНОВКЕ СПАСЧАРМ НА У-70
Аннотация
Обсуждается исследование спиновых эффектов в упругом протон-протонном и антипротон-протонном рассеянии в эксперименте СПАСЧАРМ на ускорительном комплексе У-70 (НИЦ “Курчатовский институт” – ИФВЭ, Протвино). Для измерения анализирующей способности 𝐴𝑁 упругого рассеяния протонов и антипротонов будут использоваться поляризованные пучки или поляризованная мишень эксперимента. Анализируется возможность использовать два различных детектора для регистрации частиц отдачи упругого рассеяния протонов. В первом случае предполагается использовать сцинтилляционные счетчики, второй вариант – детектор на основе пропорциональных камер. Проведено сравнение эффективности регистрации упругого 𝑝𝑝-рассеяния для двух конфигураций экспериментальной установки, и определено необходимое время измерения.
Ядерная физика. 2024;87(6):525-530
525-530
ИЗМЕРЕНИЕ СЕЧЕНИЯ РЕАКЦИЙ 7Li(𝑑, 𝑛)8Be ПРИ ЭНЕРГИИ ДЕЙТРОНОВ ОТ 0.4 до 2.1 МэВ
Аннотация
Получение мощных потоков нейтронов требуется для наработки радиоактивных изотопов, радиационных испытаний перспективных материалов, нейтронографии, нейтрон-захватной терапии и других приложений. Взаимодействие дейтронов с литием характеризуется высоким выходом нейтронов, большим разнообразием реакций, но имеющиеся экспериментальные данные о сечении реакций скудны и противоречивы, что не позволяет достоверно оценить выход и спектр генерируемых нейтронов. В данной работе на ускорительном источнике нейтронов VITA с применением разработанного спектрометрического радиометра быстрых нейтронов РБН-А1 измерены эффективные парциальные сечения ядерной реакции 7Li(𝑑, 𝑛)8Be с образованием ядра Be в основном и первом возбужденном состояниях при энергии дейтронов от 0.4 до 2.1 МэВ. Показано, что проведение измерений радиометром быстрых детекторов с двумя алмазными спектрометрическими детекторами дает ряд преимуществ по сравнению с традиционно используемым измерительным трактом со сцинтилляционным детектором. Анализ высокоэнергичной части амплитудных спектров алмазных детекторов, определяемой реакциями 12С(𝑛, α)9Be и 12С(𝑛, α)9Be*, позволил измерить эффективные парциальные сечения ядерной реакции 7Li(𝑑, 𝑛)8Be с образованием ядра Be в основном и особенно в первом возбужденном состояниях.
Ядерная физика. 2024;87(6):531-543
531-543
ВНУТРЕННИЙ ФОН ДЕТЕКТОРА ОТ ДВУХНЕЙТРИННОГО ДВОЙНОГО БЕТА-РАСПАДА ПРИ ПОИСКЕ БЕЗНЕЙТРИННОГО ДВОЙНОГО БЕТА-РАСПАДА 150Nd
Аннотация
Рассчитан внутренний фон детектора, возникающий при поиске безнейтринного двойного бета-распада изотопа 150Nd, от двухнейтринного бета-распада того же изотопа. Расчет выполнен для детектора на основе жидкого неодимсодержащего органического сцинтиллятора объемом в несколько литров при различных конфигурациях детектора и концентрациях Nd вплоть до 5.5 г/л. Получены ограничения на чувствительность детектора при поиске безнейтринного двойного бета-распада изотопа 150Nd.
Ядерная физика. 2024;87(6):544-549
544-549
ИЗМЕРЕНИЕ РАДИОАКТИВНОСТИ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ НИЗКОФОНОВЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ГАММА-СПЕКТРОМЕТРА
Аннотация
Для создания прототипа детектора на основе неодимсодержащего жидкого органического сцинтиллятора для поиска безнейтринного двойного бета-распада 150Nd выполнены измерения спектров от радиоактивных примесей различных материалов с помощью низкофоновых полупроводниковых гамма-спектрометров в Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН, используемых для изготовления детектора. Рассмотрена возможность использования технологии 3D-печати в низкофоновых условиях. Это потенциально позволит создать конструкционные элементы детекторов с рекордно низким содержанием радиоактивных примесей для экспериментов в области нейтринной астрофизики, поиска темной материи, безнейтринного двойного бетараспада и других низкофоновых экспериментов. Измерены активности радиоактивных примесей в деталях, изготовленных из пластика на 3D-принтере, которые предполагается использовать при создании прототипа детектора и его низкофоновой защиты.
Ядерная физика. 2024;87(6):550-558
550-558
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ МЕЧЕНИЯ НЕЙТРИНО ДЛЯ БЛИЖНЕГО ДЕТЕКТОРА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ P2O
Аннотация
В данной работе описываются метод мечения нейтрино в нейтринных экспериментах и принципы его реали зации. Метод мечения нейтрино заключается в кинематической реконструкции реакции образования ней трино – распада π±(𝐾±) → μ± + νμ(νμ) – по измерению параметров заряженных частиц – родительского мезона и мюона – с использованием станции мечения. Это позволяет с хорошей точностью восстановить энергию, направление и точку образования нейтрино. Представлены описание метода мечения нейтрино, потенциальные преимущества полученного пучка для экспериментов с короткой и длинной базой. Рассмот рена схема станции мечения нейтрино и промоделирована ее работа.
Ядерная физика. 2024;87(6):559-570
559-570
РЕЛЯТИВИСТСКОЕ УРАВНЕНИЕ ДЛЯ ЧЕТЫРЕХНУКЛОННОЙ СИСТЕМЫ
Аннотация
В работе проводится обобщение четырехчастичного интегрального уравнения Фаддеева–Якубовского на ре лятивистский случай. Полученная система интегральных уравнений решается методом итераций, и нахо дится энергия связи и амплитуды состояний ядра гелия-4. В качестве потенциала 𝑁𝑁-взаимодействия ис пользуется одноранговый сепарабельный потенциал Ямагучи. В расчетах рассматриваются только состояния с нулевым орбитальным моментом – 𝑆-состояния. Результаты расчета сравниваются с нерелятивистскими расчетами и с экспериментальным значением.
Ядерная физика. 2024;87(6):571-576
571-576