Анотація до роботи:

Павленко Ю.М. Властивості незв’язаних та слабкозв’язаних станів легких ядер в зовнішніх полях супутніх частинок. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.16 – фізика ядра, елементарних частинок і високих енергій. – Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, 2009.

Дисертацію присвячено визначенню характеристик легких ядер в процесах, що відбуваються в силових полях супутніх частинок, зокрема в процесах розщеплення слабкозв’язаних ядер в кулонівському полі важких ядер та розпаду незв’язаних ядерних станів у вихідних каналах багаточастинкових реакцій. Результати аналізу експериментальних даних з підбар’єрного пружного розсіяння ⁶Не + ²⁰⁸Рb, отриманих з використанням вторинних пучків радіоактивних ядер ⁶Не, вказують на існування динейтронних кластерів в ядрі ⁶Не. В кінематично повних та неповних експериментах встановлено закономірності розпаду незв’язаних станів ядер ^5,6Не, ^5-7Li та ⁸Ве з різним часом життя та різною енергією збудження за умови неізольованого розпаду в кулонівському полі супутніх ядер з різним Z. Виявлено вплив кулонівського поля супутніх частинок на розпад резонансів у вихідних каналах багаточастинкових реакцій і показано, що спостережувані резонансні енергії та ширини визначаються величиною ефективного кулонівського параметра і можуть бути різними для резонансів з різною віддаленістю від порогу розпаду. Для біляпорогових резонансів експериментально виявлено і теоретично обґрунтовано перерозподіл гілок розпаду порівняно з даними, отриманими при дослідженні бінарних реакцій, де резонанси збуджуються й розпадаються як ізольовані системи.

Основні результати та висновки дисертаційної роботи:

1. Отримано нові дані з диференціальних перерізів ряду реакцій з легкими ядрами та важкими іонами в діапазоні енергій 13,6 – 125 МеВ. Ряд реакцій, зокрема ²⁰⁸Рb(⁶Не, ⁶Не)²⁰⁸Рb, ⁷Li(d, ⁶He)³He, ⁶Li(d, ⁶He)²He та ⁷Li(d, d)t, досліджено вперше. З використанням розроблених алгоритмів аналізу енергетичних та кутових розподілів продуктів реакцій визначено квантові характеристики резонансних станів ядер ^5,6Не, ^5,7Li та ⁸Ве та механізми перебігу реакцій.

2. Встановлено закономірності розпаду резонансів ядер ^5,6Не, ^5,7Li та ⁸Ве з різним часом життя та різною енергією збудження за умов їх утворення і розпаду в кулонівському полі супутніх ядер з різним Z. Виявлено вплив кулонівського поля супутніх частинок на розпад резонансів у вихідних каналах багаточастинкових реакцій і показано, що спостережувані резонансні енергії та ширини визначаються величиною ефективного кулонівського параметра і можуть бути різними для резонансів з різною віддаленістю від порогу розпаду. Ефект впливу кулонівського поля супутніх ядер на розпад короткоживучих резонансів в тричастинкових реакціях виявлено за умов їх спостереження як в кінематично повних, так і неповних експериментах.

3. Запропоновано новий метод визначення розподілу гілок розпаду незв’язаних станів ядер в тричастинкових реакціях, що базується на комплексних вимірюваннях диференціальних перерізів цих реакцій в кінематично повних і неповних експериментах і має ряд переваг порівняно з відомими процедурами, розробленими для бінарних реакцій. Метод застосовано для вимірювань ймовірностей розпаду біляпорогових резонансів ⁷Li*(7,45 МеВ) та ⁵He*(16,75 МеВ) в тричастинкових реакціях ⁷Li(,⁶Li)n та ⁷Li(d,d)t відповідно.

4. Вперше досліджено тричастинкові реакції ⁷Li(d, d)t та ⁷Li(d, t)d. З використанням одночасно отриманих даних для реакції ⁷Li(d, )⁵Не* вперше визначено ймовірність розпаду резонансу ⁵He*(16,75 МеВ) в канал d + t. Експериментально виявлено значне зменшення ймовірності розпаду ⁵He*(16,75 МеВ)d + t порівняно з відповідними даними для бінарних реакцій, що може бути зумовлено впливом зовнішнього поля супутньої -частинки на розпад цього біляпорогового резонансу.

5. Вперше досліджено розподіл гілок розпаду біляпорогового резонансу ⁷Li*(7,45 МеВ) в тричастинкових каналах реакції ⁷Li(, )⁷Li*. Експериментально виявлено і теоретично обґрунтовано значне зменшення ймовірності розпаду ⁷Li*(7,45 МеВ) в канал ⁶Li + n порівняно з даними, отриманими при дослідженні бінарних реакцій, де резонанс ⁷Li*(7,45 МеВ) збуджується й розпадається як ізольована система.

6. Виявлено зумовлені процесами розпаду незв’язаних ядерних станів в супутніх каналах реакцій особливості енергетичних розподілів продуктів багаточастинкових реакцій, що вимірюються в кінематично неповних експериментах. На основі аналізу інклюзивних спектрів продуктів реакцій ⁶Li(d, ³He)⁵He, ⁶Li(d, ⁴He)⁴He, ⁷Li(d, ³He)⁶He, ⁷Li(d, ⁴He)⁵He, ⁷Li(d, ⁶He)³He, ¹⁰В(d, a)⁸Ве, ³H(, d)⁵He, ³He(, d)⁵Li, ³H(, р)⁶He, ⁷Li(t, )⁶He показано, що врахування всіх можливих супутніх каналів реакцій є необхідною умовою коректного визначення квантових характеристик та перерізів збудження резонансів ядер віддачі в багаточастинкових реакціях.

7. Вперше досліджено процес підбар’єрного пружного розсіяння ⁶Не + ²⁰⁸Рb з використанням вторинних високомонохроматичних пучків радіоактивних ядер ⁶Не, прискорених до енергій 14 та 16 МеВ. Для вказаних енергій в широкому діапазоні кутів та з високою кутовою роздільною здатністю виміряно диференціальні перерізи пружного розсіяння. Аналіз отриманих експериментальних даних в рамках адіабатичної теорії взаємодії слабкозв’язаних ядер вказує на значну ймовірність існування динейтронних кластерів в ядрі ⁶Не.

8. Розроблено і впроваджено в дослідженнях багаточастинкових реакцій з важкими іонами методику резонансної спектроскопії, яка базується на вимірюванні кореляцій продуктів розпаду резонансів з однаковим відносним імпульсом. Методика забезпечує високу прецизійність визначення резонансних характеристик незалежно від ступеню монохроматичності пучка бомбардуючих частинок.

9. Створено експериментальні установки для вимірювань диференціальних перерізів багаточастинкових каналів реакцій на прискорювачах заряджених частинок в кінематично повних та неповних експериментах із застосуванням сучасних багатоканальних систем реєстрації кінцевих частинок.

10. Розроблено алгоритми аналізу експериментальних даних, за допомогою яких можна здійснювати відбір багатопараметричних подій за різними критеріями, що дозволяють ідентифікувати вихідні канали бінарних та тричастинкових реакцій. З використанням методу Монте-Карло розроблено програми моделювання процесів збудження та розпаду резонансів в багаточастинкових реакціях та алгоритми розрахунків диференціальних перерізів реакцій в рамках модифікованої теорії взаємодії в кінцевому стані.

Публікації автора:

1. Закономерности изменения свойств рассеяния двухфрагментных ядерных систем в многочастичных ядерных реакциях / О. Ф. Немец, А. М. Попова, В. В. Комаров, В. М. Пугач, В. Л. Шаблов, Ю. Н. Павленко, Ф. И. Карманов // Изв. АН СССР. Сер. физ. – 1990, – Т. 54, №5. – С. 942–948.

2. Исследование механизма реакции (p,a) на ядрах ⁹Be и ¹²C при Е_p = 50 МэВ / Г. С. Гуревич, В. М. Лебедев, О. Ф. Немец, Ю. Н. Павленко, В. М. Пугач, А. В. Спасский, И. Г. Теплов // Ядерная физика. – 1989. – Т.49, вып.1. – С.3–7.

3. Свойства рассеяния двухфрагментных систем, образующихся в многочастичных ядерных реакциях / В. В. Комаров, А. М. Попова, Ф. И. Карманов, В. Л. Шаблов, О. Ф. Немец, Ю. Н. Павленко, В. М. Пугач // Физика ЭЧАЯ. – 1992. – Т. 23, №4. – С. 1035–1087.

4. Субмикронная позиционная чувствительность полупроводниковых стрип-детекторов / В. М. Пугач, В. Н. Добриков, Ю. В. Васильєв, В. А. Кива, В. И. Медведєв, Ю. Н. Павленко, Н. М. Ткач, Л. И. Барабаш, П. Г. Литовченко, А. Б. Розенфельд, С. В. Бердниченко, Т. И. Кибкало, Г. С. Свєчников, Г. И. Питателев, О. С. Зинец, В. М. Белеля, И. А. Марусан, Г. И. Гаврилюк // УФЖ. – 1990. – Т. 35, №1. – С. 12–19.

5. Evolution of alpha particle tracks in silicon strip detectors / A. B. Rosenfeld, P. G. Litovchenko, V. M. Pugatch, O. S. Zinets, L. I. Barabash, Yu. N. Pavlenko, Yu. O. Vasiliev, O. F. Nemets, I. A. Marusan // Nucl. Tracks Radiat. Meas. – 1991. –V. 19, №1–4. – P. 947–950.

6. Submicron position-sensitive detector / V. M. Pugatch, A. B. Rosenfeld, P. G. Litovchenko, L. I. Barabash, O. F. Nemets, Yu. N. Pavlenko, Yu. O. Vasiliev // Nucl. Instr. and Meth. – 1992. – V. B70. – P. 574–578.

7. Медведев В. И. Изучение изоскалярных гигантских резонансов ядер ^58,64Ni и ¹²⁰Sn при неупругом рассеянии a-частиц с энергией 100 МэВ / В. И. Медведев, Ю. Н. Павленко, В. М. Пугач // Изв. РАН. Сер. физ. – 1993. – Т. 57, №11. –С. 185–190.

8. Зависимость наблюдаемой фрагментации гигантских резонансов от заряда и энергии тяжелых ионов / В. М. Пугач, В. И. Медведев, Ю. Н. Павленко, О. Ф. Немец, Ф. И. Карманов, В. В. Комаров, А. М. Попова, В. Л. Шаблов // Изв. РАН. Сер. физ. – 1992. – Т. 56, №3. – С. 216–220.

9. Соотношение вероятностей распадов высоковозбужденных состояний ядра ⁸Be* в реакции ¹⁰B(d,a)2a и ¹⁰B(d,a)p⁷Li / В. М. Пугач, Ю. Н. Павленко, А. Г. Прокопец , Ю. О. Васильев, В. А. Кива, В. И. Медведев // Изв. РАН. Сер. физ. – 1992. - Т. 56, №11. – С. 129–133.

10. The identification method of positron production at laser beam interaction with targets / V. Pugatch, V. Appolonov, Yu. Pavlenko, V. Dobrikov // Hyperfine Interaction. – 1992. – V. 74. – P. 133–138.

11. Корреляционный метод исследования несвязанных состояний ядер в многочастичных реакциях с тяжелыми ионами / Ю. Н. Павленко, В. М. Пугач, И. Н. Коломиец, В. А. Кива, В. И. Медведев, Ю.О. Васильев, А. Г. Прокопец, С. В. Бердниченко // Изв. РАН. Сер. физ. – 1993. – Т.57. №5. – С. 118–121.

12. О вкладе несвязанного состояния ⁶Li* в инклюзивные спектры дейтронов из (a, d)-реакций на ядрах ³H и ³Hе / О. К. Горпинич, Ю. Н. Павленко, О. М. Поворозник, Б. Г. Стружко // Изв. РАН. Сер.физ. – 1993. – Т. 57, №1. – С. 121–126.

13. Трехчастичный континуум и a-распад высоковозбужденных состояний ядра ⁸Ве в реакции ¹⁰В(d, a) при Е_d = 48 МэВ / Ю. Н. Павленко, В. М. Пугач, В. А. Кива, В. И. Медведев, Ю.О. Васильев, В. Н. Добриков, И. Н. Коломиец // Изв. РАН. Сер.физ. – 1993. – Т. 57, №10. – С. 140–143.

14. Strip detector for short-range particles / A. B. Rosenfeld, V. M. Pugatch, O. S. Zinets, P. G. Litovchenko, L. I. Barabash, Yu. N. Pavlenko, Yu. O. Vasiliev // Nucl. Instr. and Meth. A. – 1993. – V. 326. – P. 234–238.

15. Процессы фрагментации при взаимодействии ионов ¹⁴N (E = 9 МэВ/нуклон с ядрами ⁵⁸Ni / Ю. Н. Павленко, В. М. Пугач, И. Н. Коломиец, Ю. О. Васильев, M. В. Евланов, В. Н. Добриков, В. А. Кива, А. А. Клипенштейн, В. И. Медведев, А. Г. Прокопец, Г. Б. Сивцов, С. В. Бердниченко // Изв. РАН. Сер.физ. – 1994. – Т. 58, №11. – С. 87–91.

16. Про вплив непружніх каналів на пружне розсіяння a-частинок на тритії / О. М. Поворозник, О. К. Горпинич, В. В. Осташко, Ю. М. Павленко, А. Т. Рудчик, Б. Г. Стружко // УФЖ. – 1997. – Т. 42, №9. С. 1043–1045.

17. Пружне розсіяння іонів ⁶He ядрами ²⁰⁸Pb / В. П. Вербицький, В.А. Ківа, А. А. Кліпенштейн, О. Ф. Нємець, Ю. М. Павленко, К. О. Теренецький, Т. Дельбар, Ж. Верв’є, К. Марше, Е. Леонард, П. Леле // УФЖ. – 1998. – Т. 43, №3. – С. 268–274.

18. Павленко Ю. Н. Аномалии в спектре возбуждения ядра ⁵He в области Е* ~ 20 МэВ / Ю. Н. Павленко // Зб. наук. праць Ін-ту ядерних досл. – 2000. – №2. – С. 46–51.

19. Target monitoring system for HERA-B experiment. Multi target operation / V. Aushev, K. Ehret, M. Funcke, S. Issever, V. Kyva, Yu. Pavlenko, V. Pugatch, S. Spratte, M. Symalla, N. Tkatch, Yu. Vasilyev, D. Wegener // Зб. наук. праць Ін-ту ядерних досл. – 2001. – №2(4). – C. 56–61.

20. Исследование свойств ядра ⁶Не из взаимодействия a-частиц с ядрами трития / О. К. Горпинич, О. М. Поворозник, Ю. М. Павленко, Ю. С. Рознюк, Б. Г. Стружко // Изв. РАН. Сер. физ. – 2002. – Т. 66, №5. – С. 743–745.

21. Spectrometer for detailed study of radon and thoron system decay products / O. S. Frolov, A. A. Sadovnichy, Yu. N. Pavlenko, V. A. Shevchenko, I. L. Zaytsevsky, R. B. Podviyaniuk, I. O. Pavlenko // Problems of atomic science and technology. Ser. Nucl. Phys. Inv. – 2004. – Vol. 5(44). – P. 11–16.

22. Методика багатопараметричних кореляційних вимірювань для досліджень ядерних реакцій / Ю. М. Павленко, В. О. Кива, І. М. Коломієць, В. М. Добріков, A. П. Войтер, І. О. Мазний, Б. А. Руденко, О. К. Горпинич, Ю. Я. Карлишев, А. А. Шведов // Зб. наук. праць Ін-ту ядерних досл. – 2005. – № 2(15). – С. 151–161.

23. Pavlenko Yu. N. The method of branching ratio measurements for nuclear unbound states produced by three particle reactions / Yu. N. Pavlenko // Problems of atomic science and technology. Ser. Nucl. Phys. Inv. – 2005. – Vol. 6 (45). – P. 11–16.

24. A search for excited states of ³He by the reaction ⁷Li(d, ⁶He)³He / Yu. N. Pavlenko, V. N. Dobrikov, N. L. Doroshko, V. O. Kyva, I. N. Kolomiets // Ядерна фізика та енергетика. – 2006. – №1(17). – C. 24–29.

25. Експериментальне дослідження збуджених станів ізотопів гелію в реакціях ⁷Li(d,^3,4,6He) при енергії дейтронів 37 МеВ / Ю. М. Павленко, О. К. Горпинич, В. М. Добріков, Н. Л. Дорошко, В. О. Кива, І. М. Коломієць, В. І. Медведєв, Вал. М. Пірнак // Ядерна фізика та енергетика. – 2006. – №2(18). – C. 16–27.

26. Кутові кореляції та співвідношення гілок розпаду збудженого стану ядра ⁷Li*(7,45 МеВ) в реакції ⁷Li(, )⁷Li* / О. Ф. Німець, Ю. М. Павленко, В. Л. Шаблов, Ф. І. Карманов, В. О. Кива, В. М. Добріков, І. М. Коломієць, Б. А. Руденко, Ю. Я. Карлишев, А. П. Войтер, І. О. Мазний, С. Є. Омельчук, Ю. С. Рознюк // Ядерна фізика та енергетика. – 2007. – №1(19). – C. 36–44.

27. Виготовлення та дослідження складу ізотопних безпідкладкових мішеней підвищеної чистоти та радіаційної стійкості для прецизійних ядерно-фізичних досліджень / В. Б. Бондаренко, І. П. Дряпаченко, Л. П. Кацубо, Г. М. Козерацька, Е. М. Можжухін, Ю. М. Павленко, І. В. Посмітюх, О. В. Хвастунов, А. Ф. Шаров // Ядерна фізика та енергетика. – 2007. – №1(19). – C. 145–150.

28. Просторові розподіли та ймовірність розпаду збудженого стану ⁷Li*(7,45 МеВ) у реакції ⁷Li(, ⁶Li)n / Ю. М. Павленко, В. Л. Шаблов, О. С. Бондаренко, О. К. Горпинич, В. М. Добріков, Н. Л. Дорошко, Ю. Я. Карлишев, Ф. І. Карманов, В. О. Кива, І. М. Коломієць, С. Є. Омельчук, В. В. Осташко, Ю. С. Рознюк, Б. А. Руденко, І. А. Тирас // Ядерна фізика та енергетика. – 2007. – №2 (20). – C. 65–74.