Главная » 2013 » Октябрь » 28 » Скачать Когерентное кулоновское возбуждение и расщепление релятивистских ядер, пролетающих через кристаллы. Пивоваров, Юрий Леонидович бесплатно
12:05
Скачать Когерентное кулоновское возбуждение и расщепление релятивистских ядер, пролетающих через кристаллы. Пивоваров, Юрий Леонидович бесплатно
Когерентное кулоновское возбуждение и расщепление релятивистских ядер, пролетающих через кристаллы
Диссертация
Автор: Пивоваров, Юрий Леонидович
Название: Когерентное кулоновское возбуждение и расщепление релятивистских ядер, пролетающих через кристаллы
Справка: Пивоваров, Юрий Леонидович. Когерентное кулоновское возбуждение и расщепление релятивистских ядер, пролетающих через кристаллы : диссертация кандидата физико-математических наук : 01.04.16 Томск, 1984 117 c. : 61 85-1/1547
Объем: 117 стр.
Информация: Томск, 1984
Содержание:
ВЕ Е И ВЩН Е
Глава
I ПОТЕНЦИАЛЫ, ОПИСЫВМ)ЩИЕ ДВШШНИЕ БЫСТРЫХ ЧАСТИЦ В КРИСТАЛЛАХ II
§11 Характер движения частиц в кристалле при влете под малым углом к оси или плоскости II
§12 Непрерывный потенциал для задачи аксиального каналирования и поправка, учитьюающая дискретность
§13 Непрерывные потенциалы для задачи плоскостного каналирования частиц в кристаллах
Глава
II ОДНОМЕРНОЕ И ДВУМЕРНОЕ КУЛОНОВСКОЕ ВОЗБУЗВДЕНИЕ КАНАЛИРОВАННЫХ В КРИСТАЛЛЕ ЩЩР
§21 Общие формулы для сечения возбуждения ядра при движении в непрерывном потенциале плоскости /одномерное кулоновское возбуждение/ j 2В
§22 Вероятность возбуждения ядра в аксиальном случае /двумерное кулоновское возбуждение/
§23 Особенности кулоновского возбуждения при надбарьерном движении
§24 Сравнение с сечением кулоновского возбуждения на отдельном атоме
Глава III, КОГЕРЕНТНОЕ КУЛОНОВСКОЕ ВОЗБУВДЕНИЕ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ДЦЕР, ПРОЛЕТАЮОРС ЧЕРЕЗ КРИСТАЛЛЫ
§31 Длина развития процесса возбуждения и характер спектра эквивалентных фотонов, действующих на движущееся в кристалле ядро
§32 Спектр ЭФ в кристалле конечных размеров
§33 Качественный анализ реакций типа фотоядерных под действием ЭФ решетки на релятивистском ядре, пролетающем через кристалл
§34 Сечение когерентного кулоновского возбуждения с учетом реальных параметров пучка релятивистских ядер
§35 Соотношение когерентной и некогерентной частей сечения возбуждения в зависимости от энергии ящер и толщины кристалла
§36 Особенности когерентного кулоновского возбуждения при плоскостном каналировании
§37 Когерентное кулоновское возбуждение релятивистских ядер, пролетающих через кристаллы, как истохшик монохроматичных фотонов регулируемой энергии ОДЕР В КРИСТАЛЛАХ
§41 Особенности кулоновского расщепления в кристалле и в аморфной мишени
§42 Когерентное кулоновское расщепление при аксиальном каналировании Формирование режима когерентности с ростом энергии
§43 Когерентное кулоновское расщепление при плоскостном каналировании
§44 Когерентное кулоновское расщепление релятивистских ядер в кристаллах как источник релятивистских нейтронов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА Ш
Введение:
Физика ориентационных явлений интенсивно развивалась в течение двадцати последних лет. Под ориентационными явлениями понимают обычно взашлодействие зарязкенных частиц с кристаллами, заврюящее от угла влета частщ в кристалл. Эта область физики взаимодействия частиц с веществом эволюционировала по различншя направлениям Одни из них заключались в повьшении точности экспериментов и применению ориентадионнах эффектов в ядерной физике /эффект теней/ и физике твердого тела /определение примесей/. Другие состояли в изменении наборов энергий и ассортимента частиц в традиционных схемах экспериментов. От первоначальных энергий поредка нескольких КэВ исследование продвинулись в область энергий до сотен ГэВ. Если в первые годы развития физики ориентационных эффектов эксперитленты проводились лишь с нерелятивйстскигли ионшли, то сейчас ассортимент используемых в экспериментах частиц намного богаче и включает электроны, позитроны,ТГ-мезоны, протоны, VC-мезоны и дейтроны высоких энергий. Ряд появившихся в посЛедаее время обзоров и монографий подытоживает значительную часть исследовашгй по физике ориентационных явлений 11 9j Это во-первых, результаты, полученные А.ш.Туликовым и др. L 2 J по применению эффекта теней для измерения времен жизни возбужденных состояний ядер. Рассмотрению различных явлений, сопровождающих движение быстрых заряженных частиц в твердых телах /в том числе в кристаллах/ посвящены ЕШТРИ Калашникова, Ре?лизовича, Рязанова |_3_] и Калашникова [_41. Результаты классического подхода к теории каналирования, основанные на диффузионных уравнениях, отражены в книге Кутлахова" и Ширмера L5J Очень подробно вопросы теории излучения релятивистских частиц, разобраны в обзорах Ахиезера и Щльги б Базылева и Жеваго [7 J книге Барышевского б и обзоре Белошицкого \9\ 5 Взаимодействие релятивистских тяжелых частиц с шдорфным веществом систематически изучалось экспериментально с точки зрения радиационных нарушений /эти результаты изложены в книге Р.А.Коноплевой и В.И.Остроумова [ТО"] и с точки зрения возможностей детектирования релятивистских частиц по их ионизационным потерям в веществе /эти результаты приведены в обзоре [_11\ Практически не исследованным остается взашюдействие еще одного сорта частиц релятивистских ядер с кристалла!, хотя ускорители релятивистских ядер уже успешно работают /ЛВЭ, ОИЯИ/ и существуют проекты ускорителей ядер до" еще более высоких энергий [_I2j Взашлодействие релятивистских ядер с веществом было названо в програшшом обзоре Балдина перспективной областью 1 релятивистской ядерной физики. Поэто1лу теоретическое изучение взаимодействия релятивистских ядер с кристаллагш с целью поиска новых интересных для эксперимента эффектов представляется в настоящее время актуальным. Релятивистское ядро, влетающее в кристалл это составная система со своей внутренней структурой и набором уровней энергии. Поэтому при взатлодействии с кристаллом следует о}шдать появления новых эффектов, отсутствующих при взаимодействии не составных систем с кристаллами. Упругие взаимодействия релятивистского ядра с кулоновским полем атомов кристалла могут привести к явлению каналирования устойчивому движению между плоскостями или осятж кристалла, если угол падения порядка критического угла Линдхарда [l4j Это явлегше хорошо изучено как для нерелятивистских ионов [ll так и для частиц очень больших энергий /250 ГэВ/, [_15 I7j Новым явлением может оказаться неупругое взаимодействие ядра с кристаллом, приводящее к возбувдению ядра. Т.к. кулоновское поле кристалла периодично, возможен резонанс совпадение частоты перехода между уровнятш ядра с частотой одной из гармоник действующего на ядро периодичного поля кристалла. Как "показано в диссертации, частота гармоник определяется временем пролета между соседншш атома1,ш кшстэллаСд_=Т./(\)ТС -фактором Т ность совпадения частоты CЛ и лоренцядра и кратна этой частоте: COv=и004. На возможс частотой перехода между уровня1 19J 8 ми ядра или электронньми уровнягли иона при пролете через кристаллы впервые обратил внтсание В,В.Окороков в 1965г. С тех пор явление резонансного когерентного возбуждения ионов, пролетающих через кристаллы /это явление иногда называют "эффект Окорокова"/ изучалось экспертюнтально и теоретически во глногих работах [4, 20 28] Этого нельзя сказать о когерентном возбутвдении ядер: с 19б5г, /качественное указание на возможность эффекта 1 8 теории этого эффекта так и не было построено, Простая теория этого явления предложена ниже в диссертации, При изучении взаимодействия релятивистских ядер с кристаллахш было выяснено, что кроме эффекта когерентного "куЛоновского возбуждения, интерес для экспершлента /и возможно для практического использования/ может представить процесс когерентного кулоновского расщепления релятивистскртх ядер в кристаллах. Как показано в диссертации, такой процесс может оказаться полезным для генерации моноэнергетических нейтронов очень высоких энергий Упри расщеплении дейтрона/. В плане практического использования процесс когерентного кулоновского возбуждения релятивистских ядер в кристаллах может быть использован для генерации монохроматичных фотонов регулируемой энергии с помощью изменения лоренц-фактора ядра. Прешлущества этих методов получения релятивистских нейтронов и фотонов проанализированы ниже в диссертации. Д]альнейшее исследование взашлодействия ядер с кристаллами в условиях каналирования показало, что возможен новый тип ядерной реакции одномерное и двуглерное кулоновское возбуждение. Этот -механизм возбуждения связан с изменением непрерывного потенциала 7 оси или плоскости вдоль специфичной траектории ядра в кристалле /т.е. с зависгоюстью потенциала от времени/ и является одномерным или двутлерным аналогом обычной нерелятивистской задачи о кулоновском возбуодешш ядра Ll Действительно, в условиях каналирования кулоновский барьер двумерный /аксиальное каналирование/ или одномерный /плоскостное каналирование/, и трёзшерное условие непроницаемости кулоновского барьера L29] нужно заменить на двумерное или одномерное условие E_L "\ГСо) "поперечная" энергия ядра, определяемая углом и точкой влета-в кристалл, Ej_= E-Q/s \Г(7о полная энергия ядра/. Такое условие может быть выполнено при любой полной энергии; ядра, в том числе в релятивистской области /что невозможно в обычной трехглерной задаче/ выбором угла "v Шаяе говоря, с помощью эффекта каналрфования можно выделить электромагнитный канал взаимодействий адронов и ядер с ядрами даже при высоких-энергиях. Можно сказать, что совокупности явления когерентного расщепления и возбуждения, одномерное и двщерное кулоновское возбуждение учитывают полностью влияние кулоновского поля атомов кристалла на процессы возбуждения и расщепления, т.к. в первом случае учитывается продольная /вдоль движения частицы/ периодичность поля кристалла, а во-втором стрзгктура потенциального рельефа при поперечных смещениях /колебаниях/ ядра в каналах кристалла. Таким образом, целью диссертации является построение теории когерентного кулоновского возбуждения и расщепления релятивистских ядер в кристаллах, и анализ возможностей создания с помощью этих явлений эффективных способов генерации монохроматичных фотонов регулируемой энергии и пучков релятивистских нейтронов с малым зггловым и энергетическтл разбросом. В первой главе диссертации подробно рассмотрены используемые в дальнейшем потенциалы кристалла /в частности непрерывные потенциалы осей и плоскостей/ и поправки, учитЕшающие дискретность этих потенциалов. В §1.1 анализируется характер движения релятивисте 1шх ядер в кристалле при влёте под малым углом к оси или плоскости и записываются уравнения двшения. §1.2 посвящен изучению периодичных потенциалов для описания аксиального каналирования. Приведены формулы для потенциалов с использованием различных аппроксимаций атомного формфактора. Найдены поправки, учитываюЕцие дискретность атомных цепочек и показано, что для релятивистских частиц эти поправки пропорциональны квадрату критического угла каналирования и исчезают с ростом энергии частицы. В §1,3 приведены аналогичные результаты для непрерывных потенциалов плоскостного каналирования. Вторая