Гигантский дипольный резонанс
Giant dipole resonance
Гигантский дипольный резонанс
(ГДР) — высоковозбуждённое состояние атомных ядер с участием большого числа
нуклонов. Гигантский дипольный резонанс наблюдается во всех атомных ядрах
и проявляется как широкий максимум в зависимости сечения σ ядерных реакций
от энергии налетающей частицы или в спектре вылетающих частиц. Наиболее
исследованным резонансом является электрический дипольный гигантский резонанс
Е1.
![](images/im022_1.gif)
Рис. 1. Гигантский дипольный резонанс Е1.
Для описания Е1 резонанса используют несколько основных
параметров.
Положение максимума сечения Em.
Величина сечения в максимуме резонанса σm
Интегральное сечение резонанса — сечение резонанса, проинтегрированное
по области энергий гигантского дипольного резонанса σинт
=
σ(E)dE.
Ширина Г максимума резонанса.
Основные каналы распада гигантского дипольного резонанса.
Существуют два основных подхода для описания гигантского
резонанса. Коллективные модели рассматривают образование ГДР как взаимные
колебания центров масс протонов и нейтронов (рис. 1). Для деформированных
ядер коллективные модели предсказывают расщепление гигантского резонанса
на две компоненты, соответствующие колебаниям протонов и нейтронов вдоль
большой и малой осей ядерного эллипсоида. Микроскопические модели исходят
из оболочечной модели ядра. В этих моделях гигантский резонанс рассматривается
как когерентное состояние, образующееся при переходах нуклонов из заполненных
(полностью или частично) оболочек в более высокорасположенные оболочки ядра.
Положение максимума гигантского резонанса хорошо описывается соотношением
Em = 75A-1/3.
При переходе от лёгких ядер к тяжёлым положение максимума резонанса Em
смещается из области 20–25 МэВ (12С, 16О) в область
энергий 12–15 МэВ (208Pb, 238U).
![](images/im022_2.gif)
Рис. 2. Гигантский дипольный резонанс в сечении поглощения фотонов ядром
12С.
Интегральное сечение Е1 резонанса σинт
исчерпывается дипольным правилом сумм
![](images/egne022_01.gif)
Ширина гигантского дипольного резонанса Г в большей
степени обусловлена внутренней структурой ядра. Три основных фактора влияют
на ширину гигантского резонанса Г. Первый фактор — форма атомного ядра.
Наименьшую ширину
Г ~ 5–7 МэВ имеет гигантский резонанс на сферических ядрах и на ядрах с
заполненными оболочками. Деформация ядра приводит к уширению и расщеплению
максимума гигантского резонанса (Г ~ 8–10 МэВ). Вторым фактором является
оболочечная структура ядра. В ядрах, имеющих частично заполненную внешнюю
оболочку, наблюдается конфигурационное расщепление гигантского резонанса,
приводящее к образованию двух компонент гигантского резонанса. Одна компонента
соответствует переходам из частично заполненной внешней оболочки в следующую
свободную оболочку. Вторая — переходам из полностью заполненной внутренней
оболочки в частично заполненную внешнюю оболочку. В лёгких ядрах конфигурационное
расщепление резонанса может составлять ~15–20 МэВ. Третьим фактором, определяющим
ширину Е1 резонанса, является изоспиновое расщепление гигантского резонанса.
В ядрах N ≠ Z возбуждаются две ветви гигантского резонанса с T<
= T0 = (N - Z)/2 и T> = T0
+ 1. Величина расщепления состояний T> и T<
составляет
E(T>) - E(T<) = 60(T0
+ 1)/A МэВ
и зависит от величины разности (N - Z) и массового числа
А, что приводит к уширению гигантского резонанса. Распад состояния гигантского
дипольного резонанса происходит в основном с испусканием протонов и нейтронов.
В лёгких ядрах распады с испусканием протонов и нейтронов сравнимы. Однако
по мере увеличения Z вылет протонов подавляется кулоновским барьером. Тяжёлые
ядра распадаются, как правило, с испусканием одного или двух нейтронов.
См. также
- Гигантский дипольный резонанс атомных
ядер
- Коллективный образ гигантского
дипольного резонанса
Гигантский дипольный резонанс в рамках
модели оболочек
Микроскопическая картина формирования
коллективного дипольного состояния. Схематическая модель
Брауна-Болстерли
- Распад гигантского резонанса
- Ширина и структура гигантского
резонанса
- Предварительные итоги рассмотрения
проблемы ширины и и структуры гигантского резонанса
- Конфигурационное расщепление
гигантского дипольного резонанса
- Изоспиновое расщепление гигантского
дипольного резонанса
- Рассеяние электронов на ядрах и
нуклонах
- Электрические мультипольные резонансы
- Электромагнитные взаимодействия:
природа и основные закономерности
- Фотоядерные реакции. Заключение
- Данные об основных параметрах
гигантского дипольного резонанса
- Фотоядерные реакции и астрофизика
|