 
        
        книги из ГПНТБ / Зелевинский, В. Г. Ядерное вращение и высокие вращательные состояния
.pdfл6 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) | 
