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.

Рис. 1. Гигантский дипольный резонанс Е1.

    Для описания Е1 резонанса используют несколько основных параметров.

Положение максимума сечения E^m.

Величина сечения в максимуме резонанса σ^m

Интегральное сечение резонанса — сечение резонанса, проинтегрированное по области энергий гигантского дипольного резонанса σ_инт = 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

E^m = 75A^-1/3.

При переходе от лёгких ядер к тяжёлым положение максимума резонанса E^m смещается из области 20–25 МэВ (¹²С, ¹⁶О) в область энергий 12–15 МэВ (²⁰⁸Pb, ²³⁸U).

Рис. 2. Гигантский дипольный резонанс в сечении поглощения фотонов ядром ¹²С.

    Интегральное сечение Е1 резонанса σ_инт исчерпывается дипольным правилом сумм

    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

1. Гигантский дипольный резонанс атомных ядер
2. Коллективный образ гигантского дипольного резонанса
   Гигантский дипольный резонанс в рамках модели оболочек
   Микроскопическая картина формирования коллективного дипольного состояния. Схематическая модель Брауна-Болстерли
3. Распад гигантского резонанса
4. Ширина и структура гигантского резонанса
5. Предварительные итоги рассмотрения проблемы ширины и и структуры гигантского резонанса
6. Конфигурационное расщепление гигантского дипольного резонанса
7. Изоспиновое расщепление гигантского дипольного резонанса
8. Рассеяние электронов на ядрах и нуклонах
9. Электрические мультипольные резонансы
10. Электромагнитные взаимодействия: природа и основные закономерности
11. Фотоядерные реакции. Заключение
12. Данные об основных параметрах гигантского дипольного  резонанса
13. Фотоядерные реакции и астрофизика