Физика/1. Теоретическая физика

А.И. Спольник, И.В. Волчок, Л.М. Калиберда, М.А. Чегорян

Харьковский национальный технический университет

сельского хозяйства им. П. Василенко

Поляризационные эффекты при учете спин-орбитального взаимодействия протонных и дейтронных волн с

ядрами в (d,p) и (p,d) реакциях

В работе рассматривается поляризационные эффекты, возникающие в реакциях срыв и подхвата в случае, когда нейтрон захватывается (подхватывается) в S – оболочку ядра мишени. Такая задача представляется наиболее интересной с точки зрения исследования роли спин-орбитального взаимодействия в прямых реакциях, так как возникновение поляризационных эффектов в таких реакциях обязано исключительно спин-орбитальному взаимодействию. Если ограничиться членами, линейными по спин-орбитальному взаимодействию, то величина представима в виде:

=₊+=+.

Здесь – не зависит от спин-орбитального взаимодействия, а – содержит в себе интерференционные члены между центральным и спин-орбитальным взаимодействием. В том случае, когда , величина не дает вклада в поляризационные эффекты.

Итак, поляризация протонов в срыве при неполяризованных падающих дейтронах равна:

_. (1)

Сечение реакции при поляризованных дейтронах имеет вид:

. (2)

В этом выражении мы можем исключить член, пропорциональный тензорной поляризации дейтронов. Пусть поляризация дейтронов обусловлена аксиально-симметричным магнитным полем, которое направлено перпендикулярно плоскости реакции. Этот случай легко реализуется в источниках поляризованных дейтронов. Тогда пучок будет иметь параметры ; ; , .

Сечение, измеренное с таким пучком, обозначим . Повернем ориентирующее поле на 90⁰. В новой системе координат пучок будет иметь параметры ; ; ; . Сечение, измеренное с таким пучком, обозначим . Легко показать, что

_. (3)

Покажем, что имеется связь между поляризацией протонов, сечением процесса при поляризованных дейтронах и круговой поляризацией -квантов, которые излучаются остаточным ядром, если оно в результате реакции срыва образовалось в возбужденном состоянии (при -излучение изотропно, так как выстраивание конечных ядер равно нулю). Круговая поляризация -квантов определяется спин-тензорами , то есть поляризацией конечных ядер:

, (4)

(5)

Соотношение , которое связывает между собой величины, которые непосредственно измеряются в эксперименте в реакции имеет вид:

. (6)

Можно показать, что при эксперименты по измерению круговой поляризации -квантов эквивалентны измерению сечения при поляризованных начальных ядрах. Именно:

. (7)

В заключение отметим, что применив к величине теорему об обращении времени мы можем провести аналогичное рассмотрение для реакции подхвата . Из этого рассмотрения следует, что в реакции подхвата вылетающие дейтроны могут иметь тензорную поляризацию, а соотношение связывающее между собой величины, наблюдаемые в поляризационных экспериментах в реакциях имеет вид:

. (8)

, и соответственно поляризация налетающих протонов, конечных ядер и вылетающих дейтронов; и – сечения при поляризованных и неполяризованных падающих частицах. И, наконец, имеется связь между величинами, измеряемыми в реакциях срыва и подхвата:

. (9)

Здесь индексы и относятся к величинам, измеряемым в срыве и подхвате.

Соотношения (6), (7), (8) и (9) являются весьма общими, так как при выводе их не было сделано никаких предположений о параметрах взаимодействия частиц с ядрами.