Купленніков Едуард Леонідович. Непружне розсіяння електронів з енергією до 2 ГеВ на ядрах H-2, Не-3, Не-4, Ве-9, C-12 : Дис... д-ра наук: 01.04.16 - 2002.
Анотація до роботи:
Купленніков Е.Л. Непружне розсіяння електронів з енергією до 2 ГеВ на ядрах 2Н, 3Не, 4Не, 9Ве, 12С. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.16 - фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій. Національний науковий центр “Харківський фізико-технічний інститут”, Харків, 2002.
Дисертаційна робота присвячена проблемам, які пов’язані з експериментальним дослідженням непружного (e, e)- і (e, eр)- розсіяння електронів з енергією ~ 0,5 - 1,4 ГеВ на ядрах 2Н, 3Не, 4Не, 9Ве і 12С. Інклюзивний диференціальний переріз виміряно в інтервалі кутів розсіяння електронів 14-600 в області квазивільного піку і D(1232)- резонансу. Переріз враховує радіаційні ефекти. Більшу частину спектрів здобуто або вперше, або в малодосліджених кінематичних умовах вимірювань. Результати досліджень порівнюються з низкою теоретичних розрахунків. Здобуті А- та q- залежності перерізу демонструють суттєве порушення імпульсного наближення. Наведено результати вимірювань кутових розподілів перерізу 3He(e, e'p)- і 4He(e, e'p)- реакції. Проведено порівняльний аналіз з аналогічними результатами інших авторів і теоретичними розрахунками.
У дисертаційній роботі наведено нове розв’язання наукової проблеми, пов’язаної з дослідженням процесів взаємодії релятивістських електронів з найлегшими та легкими атомними ядрами. Експериментальні дані здобуто за допомогою лінійного прискорювача електронів Національного наукового центру “Харківський фізико-технічний інститут” з енергією до 2 ГеВ. Здобуто інформацію про закономірності поведінки диференціального перерізу в залежності від кінематичних умов вимірювань, знайдено розподіл протонів у ядрах 3Не та 4Не за імпульсами, перевірено ступінь застосовності різних теоретичних наближень, досліджено значення обмінних і нелокальних властивостей NN- взаємодії, двочастинкових та багаточастинкових динамічних короткодіючих NN- кореляцій, взаємодії в кінцевому стані, ефектів антисиметризації кінцевих ядерних станів у непружній (е, е)-реакції.
Основні наукові результати дисертаційної роботи:
1. Здобуто систематичні експериментальні дані з інклюзивного розсіяння електронів з енергією 1,211 ГеВ на ядрі 3Не в інтервалі кутів реєстрації вторинних електронів 14 qе 290 в області КВП і проміжній області. Діапазон переданих 3- імпульсів у максимумі КВП становив ~ 1,6 - 3 Фм-1 і переданих енергій 0 -1. У діапазоні 1 q 2 Фм-1 розрахунки переоцінюють експериментальний переріз. Доведено, що ступінь узгодження розрахунків з результатами експерименту змінюється зі зміною переданого імпульсу і залежить від моделі ядра.
2. Здобуто систематичні експериментальні дані з непружного розсіяння електронів на ядрі 4Не в області КВП, проміжній області і D(1232)- резонансу. Вимірювання проведено для первинної енергії електронів ~ 0,600 – 1,180 ГеВ у інтервалі кутів розсіяння 14 qе 600. Діапазон переданих 3- імпульсів становив ~ 1 - 5 Фм-1 і переданих енергій 0 < w 0,750 ГеВ. Дані доповнили та розширили кінематичну область раніше проведених вимірювань. Проаналізовано динаміку зміни параметрів КВП від кінематичних умов вимірювань. Знайдено, що теоретичні розрахунки на основі різних наближень перевищують експериментальний переріз у максимумі КВП для імпульсів 2 Фм-1 і задовільно відтворюють КВП для q 2 Фм-1. Доведено, що в області імпульсів 1 q 2 Фм-1 ВКС спотворює величину перерізу, ширину і розташування КВП. Вплив залишкової взаємодії зменшується з ростом переданого імпульсу. Доведено, що врахування короткодіючих КДК призводить до зростання перерізу в максимумі КВП, а також в області великих w wmax і малих w wmax переданих енергій. Виявлено, що в проміжній області ядерні мо-делі погано відтворюють переріз, вказуючи на наявність неврахованих, більш складних механіз-мів реакції. З’ясовано, що на основі ОМГО можливо задовільно відтворити переріз 4Не(е, е)-ре-акції навколо максимуму піку електронародження піонів. Однак, теоретична крива розбігається з
виміряним перерізом при віддаленні від максимуму піку як у бік менших, так і більших переданих енергій.
3. Подано результати систематичних експериментальних досліджень інклюзивного розсіяння електронів з енергією 0,818 ГеВ на ядрі 9Ве в інтервалі кутів 14 qе 600 в області КВП і проміжній області. Діапазон переданих імпульсів становив ~ 1 - 3,6 Фм-1 і переданих енергій 0 < w 0,400 ГеВ. Проаналізовано динаміку зміни параметрів КВП від кінематичних умов вимірювань. Доведено, що при малих імпульсах у діапазоні ~ 1 - 2 Фм-1, ОМГО, релятивістська модель Фермі-газу та різні версії релятивістської s-w- моделі не дають задовільного узгодження з експериментальними даними. Відхилення розрахованої кривої від перерізу в максимумі експериментального КВП для імпульсу ~ 1 Фм-1 сягає величини ~ 50%.
4. Наведено абсолютний диференціальний переріз 12С(е, е)- реакції в області КВП і проміжній області. Енергетичні спектри здобуто для первинної енергії 0,546 ГеВ і кута розсіяння 24,250, а також енергії 0,664 ГеВ і qе = 25, 40 і 600. Кінематичні умови відповідають переданому імпульсу в максимумі КВП 1,14, 1,42, 2,18 і 2,99 Фм-1 відповідно. Диференціальний переріз здобуто з врахуванням радіаційних ефектів. Аналіз енергетичних спектрів зроблено на основі моделі оболонок з врахуванням внеску в переріз емісії дейтронів і NN- пар з ядра вуглецю за рахунок прямого кореляційного механізму, обумовленого динамічними КДК. Знайдено, що ширина, розташування і переріз в області КВП та проміжній області чутливі до внеску короткодіючих NN- кореляцій.
5. Здобуто експериментальну q- залежність зсуву максимуму КВП стосовно піку пружного eN- розсіяння для ядра 3Не. e(q)- залежність здобуто в діапазоні переданих 3- імпульсів 1,4 – 3 Фм-1. Доведено, що зі зміною імпульсу від ~ 1,4 до 1,8 Фм-1 величина e(q) зменшується від ~ 2,7 МеВ до мінімального значення ~ 0,8 МеВ. В інтервалі 1,8 q 3 Фм-1 зсув поступово зростає до ~ 8 МеВ. Результати досліджень порівнюються з розрахунками на основі лоренц-калібровочно-інваріантного підходу для реалістичного потенціалу Урбана.
6. Здобуто експериментальну q- залежність зсуву максимуму квазивільного піка стосовно точки спектру, яка відповідає вільній eN- кінематиці, для ядра 4Не. e(q)- залежність здобуто в діапазоні переданих 3- імпульсів ~ 1 – 5 Фм-1. Знайдено, що зі зміною імпульсу від ~ 1 до 1,8 Фм-1 величина e(q) зменшується від ~ 18 МеВ до мінімального значення ~ 6 МеВ. В інтервалі 1,8 q 5 Фм-1 зсув поступово зростає до ~ 32 МеВ. Досліджувана залежність не може бути відтворена за рахунок введення енергії відділення нуклонів з s- оболонки ядра 4Не і не передрікає насичення для великих імпульсів. Доведено, що характерна поведінка експериментальної e(q)-залежності для ядра 4Не може бути пов’язана з обмінними і нелокальними
властивостями NN- взаємодії та поведінкою хвильової функції основного стану ядра на малих відстанях.
7. Здобуто експериментальну q- залежність зсуву максимуму КВП стосовно точки спектру, яка відповідає вільній eN- кінематиці, для ядра 9Ве. e(q)- залежність здобуто в діапазоні переданих 3- імпульсів ~ 1 – 3,6 Фм-1. Доведено, що зі зміною імпульсу від ~ 1 до 1,5 Фм-1 величина e(q) зменшується від ~ 19 МеВ до мінімального значення ~ 11 МеВ. В інтервалі 1,5 q 3,6 Фм-1 зсув поступово зростає до ~ 30 МеВ. Досліджувана залежність не може бути відтворена за рахунок введення енергії відділення нуклонів з s- і р- оболонки ядра 9Ве і не передрікає насичення для великих імпульсів. Доведено, що експериментальна e(q)- залежність може бути відтворена в інтервалі q 1,5 Фм-1 на основі релятивістської s-w- моделі. Знайдено, що найбільш імовірною причиною появи в e(q)- залежності мінімуму є вплив ефектів антисиметризації кінцевих ядерних станів у непружній (е, е)- реакції.
8. Здобуто експериментальну q- залежність зсуву максимуму КВП стосовно піку пружного eN- розсіяння для ядра 12С. e(q)- залежність здобуто в діапазоні переданих 3- імпульсів ~ 0,8 – 3,3 Фм-1. Доведено, що зі зміною імпульсу від ~ 0,8 до 1,3 Фм-1 величина e(q) зменшується від ~ 19 МеВ до мінімального значення ~ 11 МеВ. В інтервалі 1,3 q 3,3 Фм-1 зсув поступово зростає до ~ 30 МеВ. Виявлено, що експериментальні величини e(q) для близьких значень імпульсу в межах похибок вимірювань не залежать від кута реєстрації електрона. Досліджувана залежність не може бути відтворена за рахунок введення енергії відділення нуклонів з s- і р-оболонки ядра 12С і не передрікає насичення для великих імпульсів. Результати досліджень порівнюються з розрахунками на основі НЧВ для потенціалу РМК з врахуванням обмінних та нелокальних властивостей NN-взаємодії і короткодіючих NN- кореляцій.
9. Здобуто експериментальну q- залежність зсуву eL,Т(q) розташування максимумів подовжньої та поперечної частин перерізу 12С(е, е)- реакції стосовно піку пружного eN- розсіяння. Доведено, що зі зміною переданого імпульсу від 1 до 1,3 Фм-1 величина eL(q) зменшується від ~ 25 до мінімального значення ~ 10 МеВ. Зі зростанням імпульсу в інтервалі 1,3 q 2 Фм-1 зсув eL(q) поступово збільшується до ~ 22 МеВ і при подальшому зростанні імпульсу виходить на плато ~ 22 МеВ. На відміну від eL(q), зсув eТ(q) не передбачає ніяких аномалій і повільно росте від ~ 18 до ~ 31 МеВ в області 1 q 2,8 Фм-1. Експериментальні дані порівнюються з розрахунками, які беруть до уваги обмінні та нелокальні властивості NN- взаємодії і розрахунками на основі релятивістської s-w- моделі.
10. Наведено результати досліджень диференціального (е, е)- перерізу на ядрах 1Н, 2Н і 12С в області D(1232)- резонансу. Енергетичні спектри здобуто для початкових енергій
~ 0,9 - 1,4 ГеВ і кута розсіяння 140. Дані перекривають область 4- імпульсів 0,030 Q2 0,086 (ГеВ/c)2. Вимірювання доповнили та розширили кінематичну область раніше проведених експериментів. Досліджено закономірності поведінки перерізу, ширини та розташування ПЕП на ядрах 1Н і 2Н від кінематичних умов вимірювань. Знайдено, що на відміну від складних ядер, ПЕП на дейтроні в діапазоні імпульсів 0,030 Q2 0,302 (ГеВ/c)2 розташований систематично вище по переданій енергії ніж ПЕП на вільному протоні.
11. Подано результати систематичних експериментальних досліджень диференціального (е, е)- перерізу на ядрі 4Не в області D(1232)- резонансу. Енергетичні спектри здобуто в інтервалі початкових енергій ~ 0,9 - 1,4 ГеВ і кута розсіяння 140. Дані перекривають діапазон 4- імпульсів 0,025 Q2 0,22 (ГеВ/c)2. Вимірювання доповнили та розширили кінематичну область раніше проведених експериментів. Досліджено залежність розташування піку електронародження піонів на ядрі 4Не від кінематичних умов вимірювань. Знайдено, що для мінімального імпульсу Q2 ~ 0,025 (ГеВ/с)2 максимум ПЕП на ядрі 4Не розташований при значенні інваріантної маси W < 1220 МеВ. У разі збільшення Q2 ширина ПЕП на 4Не зростає, а ПЕП зсувається в бік більших інваріантних мас. Для Q2 ~ 0,22 (ГеВ/с)2 максимум ПЕП розташований вже для W > 1220 МеВ. Доведено, що розрахунки на основі осциляторної моделі не дають детального відтворення W(Q2)- залежності.
12. Наведено результати вимірювань залежності перерізу 3Не(е, ер)- реакції від кута реєстрації протонів. Експеримент проведено для початкової енергії електронів 1,200, 0,806 і 0,643 ГеВ. Вибиті з ядра протони з імпульсом 0,600, 0,416 і 0,303 ГеВ/с реєструвались у широкому діапазоні кутів qр. Переріз здобуто з врахуванням радіаційних поправок. Здобуто розподіл ядерних протонів за імпульсами до значень 0,160 ГеВ/с. Для енергії 0,806 і 0,643 ГеВ розділено канали реакції, що відповідають дво- та тричастинковому електророзщепленню ядра 3Не. Результати досліджень порівнюються з розрахунками, які використовують рівняння Фаддєєва для потенціалу РМК, з розрахунками на основі осциляторної моделі, а також з модельними хвильовими функціями Гауса, Ірвінга, Ірвінга-Ганна і т. д. Доведено, що величина та форма кутового розподілу диференціального перерізу реакції 3Не(е, е'р) чутливі до вибору просторової хвильової функції зв’язаного стану ядра 3Не.
13. Наведено результати вимірювань залежності диференціального перерізу 4Не(е, ер)- реакції від кута реєстрації електронів. Кутовий розподіл здобуто для енергії електронів 1,186 ГеВ. Імпульс протона емісії дорівнював 0,680 ГеВ/с. Кут реєстрації електронів змінювався в діапазоні 35,3 qе 510. Переріз здобуто з врахуванням радіаційних поправок. Здобуто імпульсний роз-поділ протонів у ядрі 4Не в інтервалі 0,021 – 0,296 ГеВ/с. Результати досліджень порівнюються з
розрахунками на основі осциляторної моделі, з розрахунками у борнівському наближенні з викривленими хвилями без врахування та з врахуванням динамічних КДК та з розподілом, який був здобутий варіаційним методом АТМS для потенціалу РМК. Здобуто величину осциляторного параметра і коефіцієнт подавлення. Доведено, що у виміряній області імпульсів короткодіючі NN- кореляції не відіграють суттєвого значення.
Публікації автора:
1. Купленников Э.Л., Гольдштейн В.А., Шостак В.Б., Пегушин Е.В. Изучение квазиупругого рассеяния электронов в реакции 3Не(е, е'). // Ядерная Физика. -1978. -Т. 28. -Вып. 2(8). -С. 283-285.
2. Гольдштейн В.А., Купленников Э.Л., Лубяный В.В., Пегушин Е.В., Старцев В.И., Шостак В.Б., Афанасьев Н.Г. Исследование реакции 3Не(е, е'р) при энергии электронов 1200 МэВ. // Ядерная Физика. -1978. -Т. 27. -Вып. 6. -С. 1565-1566.
3. Купленников Э.Л., Нагорный С.И., Инопин Е.В. О выбивании дейтронов при рассеянии электронов на 12С. // Ядерная Физика. -1979. -Т. 30. -Вып. 6(12). -С. 1515-1522.
5. Нагорный С.И., Купленников Э.Л., Инопин Е.В. О роли двухчастичных процессов в глубоко неупругом рассеянии электронов ядрами. // Письма в ЖЭТФ. -1980. -Т. 31. -Вып. 12. -С. 784-787.
7. Гольдштейн В.А., Джибути Р.И., Кезерашвили Р.Я., Купленников Э.Л. Квазиупругое рассеяние электронов на ядре 4Не с регистрацией (ер)-совпадений. // Изв. АН СССР. Сер. физ. -1980. -Т. 44. -№ 12. -С. 2655-2666.
Goldstein V.A., Kuplennikov E.L., Jibuti R.I., Kezerashvili R.Ya. Quasielastic Scattering of Electrons by 4He with the Detection of ep Coincidences. // Nuclear Physics. -1981. -V. A355. -P. 333-348.
8. Kozlovsky I.V., Goldstein V.A., Kuplennikov E.L. Maljarz E.M., Tartakovsky V.K., Shostak V.B. et al. 3Не Electrodesintegration. Angular Distributions and Energy Spectra. // Nucl. Phys. -1981. -V. A368. -P. 493-502.
9. Нагорный С.И., Купленников Э.Л., Инопин Е.В. Глубоко неупругое рассеяние электронов легкими ядрами в промежуточной области энергий. // Ядерная Физика. -1983. -Т. 38. -Вып. 2(8). -С. 345-349.
10. Купленников Э.Л., Корчин А.Ю., Шебеко А.В. К вопросу о положении максимума квазисвободного пика в (е, е')- реакции на атомных ядрах. // Ядерная Физика. -1984. -Т. 39. -Вып. 4. -С. 1047-1049.
11. Купленников Э.Л., Нагорный С.И., Инопин Е.В. О положении максимума квазиупругого пика в глубоко неупругом рассеянии электронов. // Ядерная Физика. -1985. -Т. 41. -Вып. 1. -С. 14-17 .
12. Корчин А.Ю., Купленников Э.Л., Шебеко А.В. Исследование q- зависимости сдвига максимума квазисвободного пика в продольной и поперечной частях сечений (е, е')- реакции на ядрах 12С и 40Са. // Ядерная Физика. -1986. -Т. 44.-Вып. 4(10). -С. 932-941.
13. Купленников Э.Л. Немашкало А.А., Афанасьев Н.Г., Зацеркляный А.Е., Старцев В.И., Дементий С.В., Ганн А.В., Ранюк Ю.Н., Попов В.Ф. Исследование сдвига максимума квазисвободного пика в реакции 9Ве(е, е') при переданных импульсах 1 – 2 Фм-1. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Общ. и яд. физ. -1986. -Вып. 2(35). -С. 63-65.
14. Dementij S.V., Korchin A.Yu., Kuplennikov E.L., Ranyuk Yu.N. Sorokin P.V., Shebeko A.V., Katayama T., Akaishi Y., Tanaka H. Nucleon-nucleon correlations and inelastic electron scattering on 4He. // Journal of the Physical Society of Japan. -1988. -V. 57. -№ 9. -P. 2988-994.
15. Купленников Э.Л., Корчин А.Ю., Немашкало А.А., Ранюк Ю.Н., Шебеко А.В. Исследование сдвига положения максимума квазиупругого пика в реакции 4Не(е, е'). // Ядерная Физика. -1990. -Т. 51. -Вып. 5. -С. 1210-1214.
Купленников Э.Л. Корчин А.Ю., Немашкало А.А., Ранюк Ю.Н., Шебеко А.В. Нуклон-нуклонные корреляции и инклюзивное рассеяние электронов на ядре 4Не. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Яд.-физ. иссл. -1991. -Вып. 5(23). -C. 11-13.
16. Купленников Э.Л., Ганн А.В., Корчин А.Ю., Немашкало А.А., Омелаенко А.С., Ранюк Ю.Н. Исследование характеристик квазисвободного пика в (е, е') реакции на ядре 9Ве. // Ядерная Физика. -1992. -Т. 55. -Вып. 7. -С. 1861-1867.
17. Купленников Э.Л., Корчин А.Ю. К вопросу о выборе Y- скейлинговой переменной в квазисвободном рассеянии электронов на ядре 4Не. // Ядерная Физика. -1992. -Т. 55. -Вып. 12. -С. 3229-3232.
19. Купленніков Е.Л., Ганн Г.В. Вивчення внеску двочастинкового каналу електродезінтеграції у реакції 3Не(е, е'). // Український Фізичний Журнал. -1994. -Т. 39. -№ 7. -С. 783-785.
20. Купленников Э.Л., Ганн А.В. О положении пика электророждения пионов в энергетическом спектре 4Не(е, е') реакции. // Ядерная Физика. -1995. -Т. 58. -№ 6. -С. 963-965.
21. Купленніков Е.Л. Експериментальне дослідження ефектів ядерного середовища у реакції 4Не(е, е'). // Український Фізичний Журнал. -1995. -Т. 40. -№ 9. -С. 915-919.
22. Купленников Э.Л. Возбуждение дельта резонанса в инклюзивном е-d расеянии при малых переданных импульсах. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Яд.-физ. иссл. -1999. -№1(33). -С. 9-10.
23. Kuplennikov E.L. Influence of Short-Range Correlations on 4He(e,e’)X Reaction Cross Section. // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Яд.-физ. иссл. -2000. -№ 2(36). -С. 7-8.
24. Krasil’nikov V.V., Kuplennikov E.L., Levashov I.A., Ranyuk Yu.N. Q- Dependence of the Quasifree peak Maximum Position in 2Н(e,e')-Reaction // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Яд.-физ. иссл. -2002. -№2(40). -С. 7-8.
