Основная цель исследований
в области ядерной физики состоит в изучении
природы взаимодействия системы конечного числа
нуклонов, понимании того, как соотносятся силы
взаимодействия между нуклонами с более
фундаментальными взаимодействиями, как
отличаются свойства и взаимодействия свободных
нуклонов и нуклонов в ядерной среде. Одним из
первых замечательных открытий было обнаружение
некоторых регулярностей в поведении атомных
ядер - магических чисел, получивших достаточно
адекватное описание в модели оболочек. Другим
открытием было обнаружение сил спаривания. Одним
из проявлений сил спаривания является нулевой
спин основных состояний у всех четно-четных ядер.
Значительное расширение числа изотопов, которые
стали в настоящее время доступны для
экспериментальных исследований, за счет ядер,
удаленных от долины стабильности, позволяет не
только более детально исследовать те явления,
которые уже были обнаружены ранее, но и изучать
новые явления, проявляющиеся в ядрах,
находящихся в экстремальных условиях. Ядра,
удаленные от долины стабильности, имеют другое
среднее поле, обусловленное интерференцией
кулоновского и ядерного взаимодействий.
Ответы на какие вопросы мы ожидаем получить,
изучая экзотические ядра?
Какова область существования атомных ядер? С
этой целью исследуются наиболее тяжелые из
полученных в настоящее время сверхтяжелых ядер.
Исследуются ядра вблизи границ энергий
отделения протона Bp = 0 и нейтрона Bn = 0.
Исследование атомных ядер вблизи этих границ
позволяет ответить на вопрос - существуют ли
компактные области устойчивых ядер вне этих
границ и каковы возможные причины существования
таких областей.
Существуют ли в области экзотических ядер те же
самые магические числа, как и для ядер долины
стабильности? Ответ на этот вопрос особенно
важен, т.к. позволит получить дополнительную
информацию о форме атомных ядер и, в частности, о
супердеформированных ядрах в основном
состоянии. До сих пор супердеформированнные ядра
были обнаружены лишь в возбужденных состояниях.
Для экзотических ядер возможно появление новых
магических чисел, обусловленное сильно
деформированными состояниями.
Как меняются свойства атомных ядер в том случае,
когда соотношение между числом нейтронов и
протонов отличается от равновесных значений для
ядер долины стабильности? В настоящее время
твердо установлено существование нейтронного
гало и нейтронного слоя у легких
нейтроноизбыточных ядер. Это породило, в свою
очередь, дополнительные вопросы
Насколько это свойство расслоения протонной и
нейтронной материй может проявиться в
экзотических ядрах с сильно неравновесным
отношением N/Z?
Каково распределение масс и зарядов в
экзотических ядрах?
Меняется ли величина спин-орбитального
взаимодействия с изменением величины N/Z?
Существует ли состояние нейтронного гало в
возбужденных состояниях ядер?
Существуют ли эффекты кластеризации ядерных
состояний в области малой нейтронной плотности?
Какую форму имеют атомные ядра в областях с
различными значениями N/Z?
Какие качественно новые явления ожидаются при
распаде экзотических ядер? Если основными модами
радиоактивного распада ядер вблизи долины β-стабильности
являются α- и β-распады, то при
приближении к границам нуклонной стабильности
драматически меняется энергия Ферми для
протонов и нейтронов. Вследствие этого
появляются новые моды распада - испускание
запаздывающих нейтронов, протонов, дейтронов,
тритонов и испускание двух и трех нейтронов из
возбужденных состояний ядер, образующихся в
результате предшествующего β-распада.
Как изменятся наши представления об эволюции
Вселенной с появлением новой информации о
свойствах экзотических ядер? Исследование
свойств нейтронноизбыточных ядер должно
существенно расширить наше понимание динамики
r-процесса нуклеосинтеза.
