Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Зелевинский, В. Г. Ядерное вращение и высокие вращательные состояния

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
3.58 Mб
Скачать

л6 1

лЛ ^

Через Qq и

Q.q в (5 .5 6 ) обозначены статические м.э.

<( В ) ... 1О. У

внутренних квадрупольных моментов массы

 

ПР

и

Пп

-протонный и

и заряда соответственно; ц.о

 

Ц.о

нейтронный вклады в статический квадрупольный момент 0,0

( считается, что

 

 

 

Подобно (5 .5 4 ),

выражение (5 .5 6 ) состоит из универ-

сального и специфического ( исчезающего при

Бр =

когда оператор

Qс превращается в один из параметров

поля

J слагаемых.

 

 

Результаты численных расчетов параметров

ct

и 20

для ядер редкоземельной области приведены в таблице 3 со­ вместно с экспериментальными данными. Детали расчетов и обсуждение погрешностей содержатся в /13/. В большинстве случаев имеется хорошее согласие с экспериментом. Причины существующей в ряде ядер недостаточности однопараметри­ ческих формул (2 .1 2 ) обсуждались в разделе 2. Таблица 3

дает много предсказаний для проверки которых пока нет данных. 12)

Т А Б Л И Ц А 3.

Сравнение вычисленных неадиабатических параметров /13 / с экспериментальными данными.

1 2) г,

а

В ядрах, где

го-полоса неизвестна, теоретические

предсказания имеют лишь условный смысл.

 

теор

/

62

 

 

 

 

Изотоп

сСэт . ! # z T . 1 0 3

2пКСЛ- 10ъ

10

i5i$m

26

 

.20+6 /37/

42

54+14/9/

 

5,8

6+6/88/

17

30+32/88/

i5bL i

22

 

19,5+4 /37/

39

43+20/9/

6,4

3,5+4,5/37/

19

50+30/9/

ы и

з д

 

21

20+8 /9/

i5%

30

 

50

 

 

 

l5%

9,3

 

24

 

 

 

,6%

5,3

 

25

 

 

 

162 Dll

7,3

 

32

 

 

 

i54 %

31

 

50+25/36/

58

 

 

 

160 Ьг°

 

 

 

 

3,9

-15+28/89/

29

 

 

 

162 u

11

 

33

 

 

 

16ЦSz

7,3

 

39

30+15/60/

156 бъ

2,7

6+30/90/

32

 

 

 

168 бъ

3,6

 

47

 

 

 

т Ьъ

9 Д

 

40

 

 

 

,6 0 Y5?

136

*

133

 

 

 

I62yjj6

10

 

39

 

 

 

1б4у$б

 

 

 

 

4,1

 

47

 

 

 

16S yg6

 

 

 

 

2,6

 

100

 

 

 

IGSyg

 

 

 

 

6,1

 

33

 

 

 

120 Yg

 

 

 

 

5,9

 

46

 

 

 

172Y6

 

 

 

 

5,4

25+38/90/

34

58+25/91/

Щ д

1,1

18+38/90/

27

35+9 /92/

ЩВ6

2,4

7+49 /90/

114

 

 

 

1б6|^^6

19

 

43

 

 

 

168pf6

 

 

 

 

9,4

 

49

 

 

 

170 Hf6

 

 

 

 

5,5

 

32

 

 

 

m H(

15

 

49

32+3

/93/

174Hf

 

14

 

39

25+5 /9,94/

1/SHf

3,8

 

26

12+5

/12/

 

 

^H t

3,8

 

57

13+38

/95/

4,9

 

16

 

 

 

IS0W 6

19

 

54

 

 

 

182 W

 

 

 

 

10

 

30

 

 

 

Примечания: я)для полосы,построенной на уровне 1196

кэв-

о)

н -полоса неизвестна.

63

9.

Полезно сравнить результаты микроскопической тео­

рии с феноменологическим подходом, основанным на схеме

О.Бора-Моттельсона, где неадиабатические поправки возни­

кают от явного смешивания полос.

 

 

 

Гамильтониан, смешивающий полосы |1Кр/>

и

аксиального ядра с |лк]=я

, имеет вид

 

 

 

 

Н ' = Ь л Т_д +3 . C. J

 

 

(5 .5 7 )

где

-оператор,переводящий из одного внутреннего сос­

тояния в другое, напр., рождающий фотон, а

Тд

- состав­

ленный из компонент

I

тензор с требуемыми правилами

отбора. Учет возмущения (5 .5 7 ) дает новые стационарные

состояния

 

 

 

 

 

 

 

Ф1'р= |1 К р > -а 1р'р |1 к у > ,Ф к(,."|1 К 'р > + а 1р'р|1Кр>,(5.58)

где коэффициенты смешивания

 

 

 

 

аГрГ <1К'|т.л]1К > ^ р ,

* р,р=

 

 

 

 

(5 .5 9 )

Мультипольный оператор

Хул имеет в обобщенной моде­

ли вид

^

( первый член р яд а (2 .1 1 )). Его м.э. по

возмущенным состояниям (5 .5 8 ) совпадают с м.э. в старом

базисе от преобразованного оператора

Хр

= Хр + дХрт где

^=[*т-л +^ Тл»P

f

i W

% ]

 

<5-в0)

Собирая все примеси, мы придем к ряду вида (2 .1 1 ).

Если.

ч

, в ко-

нас интересуют переходы между полосами D и р

64

торых статические средние

 

имеют близкие значения (как

квадрупольные моменты

,

CJ, - и JJ —полос), то глав­

ный вклад в (5 .6 0 ) есть

 

 

 

^ = * Х ь [ Т - ь 1

$ ] + э . с .

(S .6 D

Из (5 .6 1 ) вытекает, что поправки к межполосным м.э.

различных операторов /у

имеют универсальный характер

и, кроме геометрических факторов, зависящих от ранга 'б ,

относятся между собой как средние от статических мульти-

полей <у Х ,^)*

. В частности, для смешивания

- и J3

полос в низшем порядке находим формулы (2 .1 2 )

с

 

 

Qo V

(5 .6 2 )

2

Щ

Z 0= а Е„

 

Отсюда следует используемая иногда при обработке експе -

римента /66/ связь

А

%

В(Е2)ЙГ ■

(5.ез)

В(Е2) «

1

 

Поскольку б МПВ /60/ нет однозначного рецепта введе­ ния связи полос, расчёты фактически основаны на феномено­ логическом подходе (5 .5 7 ), где источником связи с враще­ нием служит зависимость найденного в МПВ момента инер­ ции от коллективных координат |5 , "У, Л , /б . Тогда ана -

логично (5 .5 2 ) можно получить смешивающий оператср(5.59

у _ (3q

Q-o

 

2 W jj# d p

Q.0

(5 .6 4 )l

ll

i

65

10, Микроскопическая теория, разграничивающая адиа­ батическое искажение и смешивание, показывает недоста -

точность феноменологической схемы. Универсальность ре­ зультатов последней и жесткая связь .м.э. различных опера­ торов являются следствием ограничения несколькими коллег-

.;тивными степенями свободы. В то же время в микротеории,

помимо тех же колл^ективных переменных, фигурируют вза­ имодействующие с ними одночастичные степени свободы, ко­ торые описываются динамической м.п. и дают в наблюда -

емые величины (5 .5 4 , 5 6 ) вклады, специфические для каж­

дого оператора. Универсальные же вклады в оС

(5 .5 4 ), действительно имеют структуру (5 .6 4 ).

Второе принципиальное отличие от феноменологии обус­

ловлено тем, что колебательные с-шени свободы можно от­

делить от одночастичных лишь, если частоты

НО-*-0 . Поэ­

тому, даже оставив в

'Zq

(5 .5 6 ) лишь универсальную

часть ( положив

€р

=

),

мы не получим результата

феноменологии (5 .6 3 )

из-за того, что

Иа

содержит,

кро­

ме статического момента инерции

, величину

(

ИЗ ),

зависящую от частоты перехода. Особенно важна завися -

мость $

( Ш )

в производных. Для универсальных частей

(X и £ q

, используя нормировку переходов

В-*-0

в при­

ближении хаотических ф аз/26/,.получим ( 10 = Юд )

 

^ яв ( Е г С

& . Ш 4 ? #

 

 

 

 

2 Zo",B(E2)W ~

цйо

4 Ш ) - к

'

(5 .6 5 )

 

 

13

 

7

U)

 

 

 

 

66

Это отношение стремится к единице (5 .6 3 ) лишь при

 

Ш-*- О.

 

 

 

Для нахождения отличия спектра ядра от идеального

 

(2 .1 ), т.е. для вычисления коэффициента В (4 .1 ) нужны

 

уравнения более высоких порядков (5. 1 8 ). В 3

порядке

по

вращению возникают как члены типа

в (6 ,2 7 ),

пе-

ренормирующие момент инерции, так и тензоры

1(3)

,

П ^ т

определяющие член В 1^

. Такого же типа поправки: да­

ются и высшими порядками по смешиванию полос, но как уже упоминалось, они малы по сравнению с поправками от иска­ жения. Вычисление спектра (4 .1 ) проведено в работе /67/

и дает хорошее согласие с экспериментом, ликвидируя имев­ шееся в МПВ /22,23/ расхождение без введения новых па­ раметров.

Изложенный метод вычисления надиабатических эффектов

позволяет построить количественную теорию в области-

& <?Г 1 . С ростом момента и уменьшением Е из-за

разрушения спаривания параметр 8" растет и адиабати­ ческое разложение (5 .2 4 ) становится плохим.

6.' О микроскопическом описании высоких вращательных*1

состояний.

1. Микроскопической теории, корректно описывающей аномалии вращательных полос (раздел 4 ) пока не существу­ ет. Это связано как с неясностями трактовки и многообра-

67

зйем мыслимых механизмов, так и с трудностями решения квантовой задачи многих тел. Положение не спасают точно решаемые модели /68,46,69/, которые в основном учитыва ют лишь разрушение спаривания. Эти модели полезны, но вряд ли применимы к реальным ситуациям; попытки экстра­ полировать их предсказания на конкретные ядра обычно не согласуются с экспериментом.

Попытки создания теории обычно основываются на МПВ,

где рассматривается врчтение аксиального ядра вокруг оси,

перпендикулярной оси симметрии. Альтернативным является вариационный подход /70/, где пробная внутренняя функция проектируется на состояния с определенным моментом. Рас­ сматривая проекционный метод как феноменологический

/7 1/, можно показать, что он дает разумное описание вра­ щательных спектров ниже точки сингулярности. Аналогично

вариантам (4 i7 ) V M I

, асимптотика спектра здесь

также является эквидистантной. Если внутреннее состояние

выбирается как вакуум по квазичастицам, а вариация пара­

метров (минимизация энергии) совершается после проекти­

рования на определенный момент, то метод оказывается эк­

вивалентным МПВ /72,7 3/. Однако вычисления при высоких

моментах сомнительны (необходимо извлечь из внутренней

функции малую компоненту с данным I

).

Поэтому подхода, основанные на МПВ,

кажутся более

обещающими. Ограничиваясь приближением Хартри-Фока-

Боголюбова, можно ввести м.п.

Г

и самосогласованное,

поле 5 в собственной системе ядра. Тогда уравнения

МПВ примут вид (ср. (5 .1 1 )

).

 

 

 

 

|>, * - £ & ]

= 0

,

 

Г 2 = Г.

 

 

Для решения (6 .1 ) формально достаточно найти

полный на­

бор собственных функций

{ т?)

оператора

 

 

 

 

 

jx

 

 

(6.2 )

и, аналогично (5 .2 8 .2 9 )

при каждом значении

Я

за­

полнить квазичастицами наинизшие состояния. Находя затем средний момент

= Tr (Jxг),

(в.з)

отождествляя его с 1 и вычисляя из (3 .3 )

энергию систе­

мы, получим спектр Е j

 

Такая программа наталкивается на ряд трудностей. Во-

первых, оператор (6 .2 ) содержит два выделенных направле­ ния - ось Z симметрии поля “5 и ось X вращения.

В такой ситуации мы Ее знаем хороших квантовых чисел. В

общем виде можно лишь рассмотреть адиабатическую область

малых Q , либо область, где основную роль играет враще

ние, а деформация мало существенна /45/. Нетрудно пока- •

зать, что если Д 6 - характерное расстояние между рас­ щепленными по деформации уровнями с |А ] з ) = I, которые

69

связываются силами Кориолиса (ср.

(3 .1 7 )

), то в вычисле­

ния (даже без спаривания) входит

величина

типа

 

. Нас же интересует область, где парамет­

ры

| Л и 52 одного порядка величины. Хорошие

приближенные методы решения уравнения Шредингера с га­ мильтонианом (6 .2 ) здесь отсутствуют.

Во-вторых, и это главное, решение задачи должно быть

согласованным,.

раРй[г ' “ + ТГ-в(Х$Т^). (6-4)

Именно условия согласования определяют разрушение сверх-

текучести ( Д ) и форму ядра ( ) как функции 52..

В такой постановке задача находится на пределе возможнос­ ти современных вычислительных машин. Лишь при ограниче-

не'и малым.? одночастичным пространством (один j -уро­ вень в упоминавшейся в разделе 4 модели /52/ с выстраи­ ванием пар) и моделировании остатка фиксированным рота­ тором молено получить определенные результаты.

2.Выясним вопрос о применимости МПВ. Эта модель

(раздел 3 ) выводится из квазиклассических аналогий /16/

или из соображений сохранения момента в среднем (52. -

лагранжев множитель). Комбинируя последний подход с ме­ тодом самосогласованного поля, придем к формулировке МПВ;

совпадающей с (6 .1 ) /74/. Покажем /3/, что МПВ является частным случаем квазиклассического приближения в методе

70

обобщенной м„п,

Как видно из результатов раздела 5, в каждом порядке

по параметру адиабатичности возникают члены новой тензо­

рной структуры с максимальной степенью , а также чле­

ны предыдущих структур , которые отличаются от первых

на некоторую степень

j / I „ Члены первого типа определя­

ла) v (2) _.(5)

й

ют 'г ’ Чк5 ЧкС’ ' °

* т'е - адиабатический момент инер­

ции (5 .3 5 ), искажение параметров поля (5 .4 1 ) и вероят -

ностей перехода (5 .5 4 , 5 6 ), член В в спектре (4 .1 ). Чле­ ны же второго типа ответственны, например, за перенорми­

ровку скалярных величин ( в (5 .2 5 ) или поправка к

моменту инерции, вычисленная в /67/). В адиабатической области ( J >, I ) члены обоих типов необходимы для ко­ личественного описания эксперимента.

С ростом 1 выделенными становятся члены первого ти ­ па . Формальное суммирование всех этих слагаемых (стар­ шие по 1 вклады возникают при минимальном числе комму­ таторов компонент 1 между собой) приводит от (5 .1 1 ) к

приближенному уравнению /3,26,75/

[r,5 ~ ^ f]~ i$ ?[T x | f] =0. (6.5)

"

о - 8,4

должны рассматриваться как классические

Здесь I

 

векторы, причём

l - T r ( j r ) .

(6.6)

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ