Целесообразность исследования обусловлена несколькими причинами. Во-первых, в последние годы усовершенствованные измерительные методы предоставили новую и весьма точную экспериментальную информацию о состояниях аномальной четности. Это позволяет по-новому подойти к нерешенным проблемам теоретического описания спиновых свойств ядер и магнитных мод. Даже для 208Pb, который традиционно является полигоном для апробации новых теоретических подходов, есть открытые проблемы: низколежащие М1 состояния, отсутствующая сила состояний с высоким спином, гамов-теллеровский резонанс и, кроме того, для 208Pb около половины известных энергий и вероятностей возбуждения уровней практически не имеют микроскопического описания. Для многих уровней, для которых известны такие расчеты, отклонение теории от эксперимента превышает экспериментальные погрешности на несколько порядков. Во-вторых, чрезвычайно актуальными являются проблемы ядерной астрофизики, на решение которых направлен проект. Важными особенностями этих задач является не только исследование нуклеосинтеза, но и использование результатов этих исследований для изучения других астрофизических явлений, таких как слияние нейтронных звезд, взрывы сверхновых, сопоставление ядерного гамма-излучения с гравитационными волнами. В третьих, целесообразность исследования обусловлена тем, что в нем важная роль отводится совершенствованию эффективных нуклонных взаимодействий. Эта проблема уже сама по себе является одной из самых актуальных областей ядерной физики, к тому же, в современных подходах, она прокладывает мост к изучению сложных ядер в подходах ab initio. Об актуальности изучения эффективных нуклонных взаимодействий свидетельствует, в частности, большое число публикаций в последнее время.
Выполнен теоретический анализ недавних экспериментальных данных по длинному ряду высокоспиновых состояний в ядре 208Pb. Анализ проведен в рамках самосогласованной модели ядерных возбуждений, включающей связь квазичастиц с фононами. Модель основана на энергетическом функционале плотности (ЭФП) Скирма и является вариантом подхода, в котором когерентные состояния типа "одна частица-одна дырка" (1p1h) берутся в качестве отправной точки, и на их основе развивается схема учета более сложных конфигураций. Это первое исследование высокоспиновых состояний в 208Pb с использованием самосогласованных ядерных моделей. Важным моментом здесь является то, что сложные конфигурации необходимы для описания верхней части длинного спинового ряда. Таким образом, эти данные могут служить идеальным объектом для проверки моделей расширенного типа ввиду их тесной связи со сложными конфигурациями. Получены следующие основные результаты. Самосогласованный подход, основанный на ЭФП Скирма, дает разумное согласие с экспериментальными энергиями высокоспиновых ираст-состояний в 208Pb без изменения параметров ЭФП Скирма, определенных ранее из крупномасштабных расчетов многих ядерных свойств. Нижайшие состояния с полным угловым моментом от 15 до 26 в 208Pb можно интерпретировать с высокой точностью как чистые конфигурации типа 1p1h*фонон. Нижайшие состояния со спинами > 26 можно интерпретировать как конфигурации типа 2p2h*фонон.
В рамках самосогласованной модели, основанной на приближении случайных фаз (ПСФ) и ЭФП Скирма, рассчитаны квадрупольные и магнитные дипольные моменты одночастичных состояний нечетных ядер окрестности 208Pb и вероятности электрических и магнитных переходов между этими состояниями. Это первый полностью самосогласованный расчет всей совокупности указанных характеристик данных ядер. Полученные результаты в целом хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными данными, несмотря на то, что были использованы параметры ЭФП, определенные по результатам расчетов других ядерных свойств. В частности, получено разумное описание вероятностей l-запрещенных М1 переходов в ядрах 207Pb, 209Pb и 207Tl при включении в оператор внешнего поля тензорного члена, обусловленного виртуальными мезонными эффектами. Проведен анализ вкладов в амплитуду перехода между состояниями нечетного ядра различных членов, возникающих в модели. Получено, что в случае моментов и переходов электрического типа в поляризационном члене доминирует вклад первого возбужденного состояния ядра 208Pb соответствующей мультипольности. В случае магнитных дипольных моментов и переходов в этом члене доминирует вклад изовекторного М1 резонанса в 208Pb, представленный вторым состоянием спектра решений уравнения ПСФ.
Выполнен теоретический анализ недавних экспериментальных данных по длинному ряду высокоспиновых состояний в ядре 208Pb. Анализ проведен в рамках самосогласованной модели ядерных возбуждений, включающей связь квазичастиц с фононами. Модель основана на энергетическом функционале плотности (ЭФП) Скирма и является перенормированным вариантом приближения временной блокировки (ППВБ), в котором когерентные состояния типа "одна частица-одна дырка" (1p1h) приближения случайных фаз (ПСФ) берутся в качестве отправной точки, и на их основе развивается схема учета более сложных конфигураций вне рамок ПСФ. Это первое исследование высокоспиновых состояний в 208Pb с использованием самосогласованных ядерных моделей. Важным моментом здесь является то, что сложные конфигурации необходимы для описания верхней части длинного спинового ряда. Таким образом, эти данные могут служить идеальным объектом для проверки моделей типа расширенного ПСФ ввиду их тесной связи со сложными конфигурациями. Получены следующие основные результаты.
1. Самосогласованный подход, основанный на ППВБ и ЭФП Скирма, дает разумное согласие с экспериментальными энергиями высокоспиновых ираст-состояний в 208Pb без изменения параметров ЭФП Скирма, определенных ранее из крупномасштабных расчетов многих ядерных свойств.
2. Ираст-состояния с полным угловым моментом от 15 до 26 в 208Pb можно интерпретировать с высокой точностью как чистые конфигурации типа 1p1h*фонон. Ираст-состояния со спинами > 26 можно интерпретировать как конфигурации типа 2p2h*фонон.
3. Энергии фононов, входящих в эти 1p1h*фонон конфигурации должны быть определены в рамках ППВБ, что подразумевает решение системы нелинейных уравнений этой модели.
Эти результаты опубликованы в е-принте arXiv:2111.04602v1 [nucl-th] и приняты к печати в журнале Physical Review C
https://journals.aps.org/prc/accepted/3707bP76Y521550c276419f9e641495058f368dd2
В рамках самосогласованной модели, основанной на ПСФ и ЭФП Скирма, рассчитаны квадрупольные и магнитные дипольные моменты одночастичных состояний нечетных ядер окрестности 208Pb и вероятности электрических и магнитных переходов между этими состояниями. Это первый полностью самосогласованный расчет всей совокупности указанных характеристик данных ядер. Полученные результаты в целом хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными данными, несмотря на то, что были использованы параметры ЭФП, определенные по результатам расчетов других ядерных свойств. В частности, получено разумное описание вероятностей l-запрещенных М1 переходов в ядрах 207Pb, 209Pb и 207Tl при включении в оператор внешнего поля тензорного члена, обусловленного виртуальными мезонными эффектами. Проведен анализ вкладов в амплитуду перехода между состояниями нечетного ядра различных членов, возникающих в модели. Получено, что в случае моментов и переходов электрического типа в поляризационном члене доминирует вклад первого возбужденного состояния ядра 208Pb соответствующей мультипольности. В случае магнитных дипольных моментов и переходов в этом члене доминирует вклад изовекторного М1 резонанса в 208Pb, представленный вторым состоянием спектра решений уравнения ПСФ.
Целяев В.И., с.н.с. Написание компьютерной программы для расчетов моментов и вероятностей электромагнитных переходов в нечетных околомагических ядрах в рамках самосогласованной модели. Расчеты квадрупольных и магнитных дипольных моментов одночастичных состояний нечетных ядер окрестности 208Pb и вероятностей электрических и магнитных переходов между этими состояниями.
Люторович Н.А., с.н.с. Адаптация существующих компьютерных программ для расчета длинного ряда высокоспиновых состояний в ядре 208Pb в рамках самосогласованной модели ядерных возбуждений, включающей связь квазичастиц с фононами. Расчеты энергий этих состояний и сравнение полученных результатов с экспериментальными данными.
| Short title | Самосогласованное описание электромагнитных возбуждений для астрофизических приложений |
|---|
| Acronym | RFBR_DFG_2021 - 1 |
|---|
| Status | Finished |
|---|
| Effective start/end date | 26/01/21 → 31/12/21 |
|---|
