Том 87, № 8 (2023)

Обсуждаются результаты серии экспериментов по синтезу изотопов Mc в реакции ²⁴³Am + ⁴⁸Ca, проведенных на новом сепараторе DGFRS-2 и циклотроне DC280 на Фабрике Сверхтяжелых Элементов в ЛЯР ОИЯИ. Зарегистрированы 110 новых цепочек распада ²⁸⁸Mc, 10 цепочек ²⁸⁹Mc и 4 цепочки ²⁸⁷Mc. Альфа-распад ²⁶⁸Db с энергией 7.6–8.0 МэВ, периодом полураспада \(16_{{ - 4}}^{{ + 6}}\) ч и α-ветвью \(51_{{ - 12}}^{{ + 14}}\% \) зарегистрирован впервые вместе с новым спонтанно делящимся изотопом ²⁶⁴Lr с периодом полураспада \(4.8_{{ - 1.3}}^{{ + 2.2}}\,\,{\text{{ч}}}.\) Измеренное сечение реакции ²⁴³Am(⁴⁸Ca, 3n)²⁸⁸Mc составило \(17.1_{{ - 4.7}}^{{ + 6.3}}\) пб, что является самым большим для известных сверхтяжелых ядер. Был синтезирован новый изотоп ²⁸⁶Mc с периодом полураспада \(20_{{ - 9}}^{{ + 98}}\) мс и энергией α-частиц 10.71 ± 0.02 МэВ. Спонтанное деление ²⁷⁹Rg впервые наблюдалось в одной из четырех новых цепочек распада ²⁸⁷Mc. Функция возбуждения реакции была измерена при шести энергиях ⁴⁸Ca в диапазоне 239–259 МэВ, что привело к первому наблюдению 5n канала с сечением \(0.5_{{ - 0.4}}^{{ + 1.3}}\) пб. С более высокой точностью определены свойства распада 20 ранее известных изотопов.

Измерен выход (γ, p)-реакций для тормозных γ-квантов с граничными энергиями 20, 40 и 55 МэВ на мишенях из природной смеси изотопов молибдена. Эксперименты выполнены путем измерения активности образующихся изотопов ^{91m, 95mg, 96, 97}Nb. Измерены средневзвешенные выходы указанных изотопов в (γ, p)-реакциях на изотопах молибдена, впервые получены данные для энергий пучка 40 и 55 МэВ. Экспериментальные значения сравниваются с теоретическими выходами, рассчитанными с помощью программного кода TALYS 1.96 и метода учета изоспинового расщепления гигантского дипольного резонанса.

Проанализированы последние результаты, полученные коллаборацией Компактный мюонный соленоид (CMS) по изучению физики тяжелых ионов на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе. Проведенные на установке CMS исследования кварк-глюонной плазмы дают ценную информацию о поведении материи в экстремальном режиме ядро-ядерных соударений сверхвысоких энергий.

Измерены спектры протонов при поглощении остановившихся π⁻-мезонов на “живой” мишени – аналог мишени ²⁸Si. На основе полученных данных удалось выделить процесс без вторичных взаимодействий и получить спектр первичных протонов из акта поглощения пиона на внутриядерной рр-паре.

Ожидается, что очарованные частицы во множестве будут рождаться на будущем кольцевом коллайдере (FCC). Из-за относительно большого времени жизни этих частиц потребуется учитывать их взаимодействия с окружающими материалами и материалами детекторов. Чтобы удовлетворить этим требованиям рождение очарованных частиц в мягких взаимодействиях было введено в пакет Geant4 в моделях QGS и FTF. Рассматриваются некоторые детали этой реализации.

Обсуждаются последние данные коллаборации NA61/SHINE о рождении K*⁰ и ϕ мезонов, Ξ^– и anti-Ξ⁺ гиперонов в pp взаимодействиях при P_lab от 40 до 158 ГэВ ⋅ с^–1. Как было показано ранее в экспериментальных работах монтекарловские модели – EPOS 1.99, UrQMD 3.4 и Pythia 6, не могут описать данные достаточно хорошо. В настоящей работе выходы частиц анализируются в рамках модели Geant4 FTF. Достигнуто хорошее описание экспериментальных данных.

Рассмотрены этапы и особенности моделирования процессов формирования сигнальных откликов в детекторе на основе трехкаскадного газового электронного умножителя (Gas Electron Multiplier, GEM), применяемого в трековой системе эксперимента BM@N для конфигурации первого физического сеанса в 2022 г. Описана процедура расчета карты электростатического поля в газовой среде GEM-камеры, а также актуальных параметров, необходимых для детального моделирования с применением соответствующего программного инструментария.

С использованием гидродинамического подхода найдено аналитическое решение уравнений гидродинамики в приближении солитонов для столкновения слоев в одномерном и двумерном случаях, которое ранее не рассматривалось. Изучены стадия сжатия, стадия расширения и стадия разлета в рамках единой формулы для слоев с энергиями порядка 10 МэВ на нуклон. Обобщение на двумерный случай приводит к представлению об образовании на стадии расширения разреженной области-пузыря, а сам подход представляет самостоятельный интерес и может быть использован и в других областях физики при расчетах нелинейной динамики колебаний сложных систем.

Достоверность сечений парциальных фотонейтронных реакций (γ, 1n) и (γ, 2n) на ядрах ^{58, 60}Ni, полученных в экспериментах на пучках тормозного γ-излучения и квазимоноэнергетических аннигиляционных фотонов, исследована с помощью объективных физических критериев. Установлено, что данные первого типа, физическим критериям не удовлетворяют и определенно не являются достоверными, тогда как к достоверности данных второго типа имеются серьезные претензии. Новые сечения парциальных реакций на ядрах ^{58, 60}Ni, удовлетворяющие физическим критериям достоверности, использованы для анализа особенностей процессов фоторасщепления обоих изотопов. Установлено, что между оцененными и экспериментальными сечениями разных реакций на соседних (отличающихся на 2 нейтрона) ядрах никеля имеются существенные расхождения, обусловленные систематическими погрешностями разного типа, которые для изотопов ⁵⁸Ni и ⁶⁰Ni имеют существенно разный характер. Показано, что это обусловлено не только различиями энергетических порогов и абсолютных величин сечений реакций (γ, 1n1p) и (γ, 2n), но и существенными различиями характеристик оболочечной структуры соседних изотопов.

Недавно было обнаружено существование особого класса атомных ядер – локальных магических ядер. На основании анализа экспериментальных данных представлены свидетельства существования нового локального магического ядра ¹⁴⁶Gd, обладающего магической парой нуклонов (N, Z) = (82, 64). Получена схема эволюции протонной оболочки, приводящая к возникновению данного явления. Показано, что ведущую роль в указанной эволюции играют тензорные протон-нейтронные силы.

Обсуждаются ядерные технологии для производства радиоактивных изотопов, причем основной акцент сделан на радионуклидах, применяемых в виде радиофармпрепаратов в новейшие методах диагностики и радионуклидной терапии онкологических заболеваний – тераностике. Рассматриваются новые мишенные материалы и ядерные реакции для получения этих радионуклидов. Приводятся результаты экспериментальных и теоретических исследований функций возбуждения реакций (p, xn) в диапазоне энергий 6–80 МэВ для ядерных систем средней группы масс с образованием радионуклидов: скандия, технеция, сурьмы, тербия. Перечисленные радионуклиды являются перспективными для их использования в методах ядерной медицины для диагностики, терапии и тераностики.

Рассмотрен новый подход к анализу интенсивности потока мюонов с различных азимутальных направлений, позволяющий обнаруживать волны в атмосфере от масштабных атмосферных явлений (фронты, грозовые ячейки).