Диссертация (1150792)
Текст из файла
Санкт-Петербургский государственный университетФизический факультетНа правах рукописиДаниленко Валерия АлександровнаСпектральные функции для изучения равновесных икинетических свойств ядерных систем01.04.16 – физика атомного ядра и элементарных частицДиссертацияна соискание ученой степени кандидатафизико-математических наукНаучные руководители:доктор физ.-мат. наук, проф.Гриднев К.А.доктор физ.-мат. наук, проф.Андрианов В.А.Санкт-Петербург20152ОглавлениеВведение ...................................................................................................................
3Глава 1. Основные положения метода квантовых функций Грина в варианте,предложенном Кадановым и Беймом ................................................................. 161.1. Описание равновесного состояния ферми-системы в рамкахформализма Каданова-Бейма ............................................................................ 161.2. Описание неравновесного состояния ферми-системы в теорииКаданова-Бейма .................................................................................................. 20Глава 2. Равновесные свойства ядерной материи ..............................................
232.1. Определение квазичастиц при описании свойств ядерной материи ..... 232.2. Разложение спектральной функции по степеням шириныодночастичных энергетических уровней ......................................................... 322.3. Энергия связи в ядерной материи.............................................................. 35Выводы из результатов, полученных во второй главе ................................... 44Глава 3. Неравновесные свойства ядерной материи ......................................... 453.1. Кинетическое уравнение Ландау-Силина при описании свойствядерной материи .................................................................................................
453.2. Коллективные возбуждения в ядерной материи, находящейся в«нормальном» состоянии .................................................................................. 52Выводы из результатов, полученных в третьей главе .................................... 57Глава 4. Адиабатическое приближение при описании спектра коллективныхвозбуждений в атомных ядрах ............................................................................. 584.1. Адиабатическое приближение для атомных ядер ...................................
584.2. Формализм Каданова-Бейма в случае пространственно неоднородныхсистем .................................................................................................................. 62Выводы из результатов, полученных в четвёртой главе ................................ 69Заключение ............................................................................................................ 70Список литературы ...............................................................................................
723ВведениеСовременная теория атомного ядра представляет собой довольнопёструю смесь различных принципиальных подходов и вычислительныхметодов, не относящихся напрямую к основным разделам теоретическойфизики – квантовой механики, электродинамики, статистической физики.Сами эти разделы теоретической физики развивались в двадцатом векепараллельно развитию ядерной физики, основные трудности которойоказались гораздо более серьёзными, чем те, с которыми столкнулись приисследовании молекулярных и атомных систем.Теория ядра вначале ставила своей задачей вычисление свойствконкретных ядер, исходя из первых принципов, на основании какой-либогипотезы о форме ядерных сил, действующих между нуклонами.
Однакопроведение в жизнь этой вполне естественной идеи натолкнулось намногочисленные принципиальные и технические трудности, так что внастоящее время теорию атомного ядра не удалось довести до скольконибудь замкнутой формы, и она по существу представляет собой собраниеразличных подходов и методов, эффективно работающих только в разныхобластях массовых чисел ядер. Однако во всех существующих подходах ксовременной теории ядра идеи статистической физики оказываютсянепременным компонентом теории.Применение методов статистической физики к изучению свойстватомных ядер характеризуется двумя принципиальными моментами. Вопервых, число нуклонов даже в самом тяжёлом атомном ядре не превышаетнескольких сотен, поэтому, строго говоря, к атомному ядру не могутприменяться без специального обсуждения все результаты статистическойфизики, справедливые для систем с очень большим числом частиц.
Поэтомучасто рассматривают применение методов статистической физики к ядернойматерии, т.е. к различным космическим объектам типа нейтронных звёзд,состоящих в основном из нейтронов с относительно небольшой примесьюпротонов и электронов. Очевидно, что методы статистической физики немогут применяться к лёгким ядрам, состоящим всего из нескольких протонови нейтронов. В то же время сложные ядра с атомным весом порядка ибольшим 50 уже могут трактоваться как статистические системы,находящиеся при обычных условиях в нормальном состоянии с наименьшейэнергией.Во-вторых, до сих пор неизвестны в полном объёме ядерные силы,знание которых необходимо для последовательного применения стандартныхметодов статистической физики. Потенциалы взаимодействия частиц междусобой, восстановленные из опытов по рассеянию частиц, имеют громоздкий4и неправдоподобный вид, а проявление у ядер релятивистских эффектовставит под сомнение само существование потенциала, достаточно точногодля описания свойств атомного ядра.
С момента возникновения теории ядрастал актуальным вопрос, могут ли двухчастичные силы, полученные приизучении двухчастичного рассеяния, быть достаточными при расчётахсложных ядер, или имеются дополнительные силы, характерные длявзаимодействия трёх и более нуклонов.Впервые методы статистической физики в ядерной физике былииспользованы Я.И. Френкелем в 1936 году в работе «О твёрдой моделитяжёлых ядер», где он ввёл понятие температуры как статистическогопараметра, характеризующего возбуждённое состояние ядра [1, с. 477-479].Понятие «температуры» ядра с тех пор прочно вошло в теоретическуюядерную физику и было вскоре широко использовано Н.
Бором, Л.Д. Ландау,Г. Бете и другими в работах, посвящённых описанию различных свойстввозбуждённых атомных ядер. В 1938 году Я.И. Френкелем строитсяпоследовательная статистическая теория распада тяжёлых атомных ядер наоснове аналогии процесса радиоактивного распада возбуждённых атомныхядер с испарением твёрдых или жидких тел [1, с.
480-495]. Эта работа былавыполнена Я.И. Френкелем ещё до появления работы В. Вейскопфа [2] на туже тему и обзора Г. Бете [3], в котором результаты работы [2] былипредставлены ещё до её опубликования.Рассматривая вопрос об устойчивости ядер, Я.И. Френкельтеоретически предсказывает, что равновесной устойчивой формой ядраможет быть, например, эллипсоид. Экспериментально это было обнаруженолишь в 1950 году [4] на основе анализа квадрупольных моментов ядер.Теория несферического ядра была подробно развита в работах О.
Бора и Д.Уилера [5,6]. При этом оказалось, что завершающая фаза ядерной реакции несвязана напрямую с фазой образования промежуточного (компаунд) ядра привзаимодействии налетающей частицы с ядром-мишенью, и развал ядрапрактически полностью определяется свойствами возбуждённых состоянийпромежуточного ядра.Большое значение для развития ядерной физики имела созданная Я.И.Френкелем «капельная» модель ядра [7], позволившая объяснить многие егосвойства и убедительно продемонстрировавшая ограниченность любыхконкретных моделей ядерной материи. Идеи Я.И.
Френкеля оказали сильноевлияние на последующее развитие теоретической ядерной физики, определивнекоторые основные его направления [8-10].Засекречивание работ по ядерной физике накануне Второй мировойвойны и концентрация усилий ведущих физиков всего мира на проблеме5создания ядерного оружия привели к тому, что работы, посвящённыеразвитию теории атомного ядра, появились вновь в открытой печати лишь всередине 50-х годов двадцатого века. Начался новый период развитиятеоретической ядерной физики, характеризующийся последовательнымприменением диаграммных методов, разработанных к тому времени вквантовой электродинамике.
Основные результаты, связанные срассмотрением многочастичной проблемы для ядерной материи припроизвольном взаимодействии между нуклонами, были получены в работахК. Бракнера, Д. Голдстоуна и их сотрудников [11-15]. Подробное изложениетеории Бракнера-Голдстоуна было приведено в обзоре [16].Основной величиной в теории Бракнера-Голдстоуна является матрицареакции, с помощью которой вычисляется полная энергия ядерной материи итак называемая энергия связи, приходящаяся на один нуклон. Расчётыпроводились в различных приближениях, когда к результату нулевогоприближения последовательно прибавлялись поправки, полученные приучёте диаграмм более высокого порядка. Теория ядерной материи БракнераГолдстоуна была критически исследована Г.
Бейкером, который нашёл втеории ряд сингулярностей и развил удовлетворительный с математическойточки зрения метод для рассмотрения чисто отталкивательных сил. Болеефизический случай взаимодействия, когда на больших расстоянияхотталкивание сменяется притяжением, рассматривался в приближениипрямоугольной потенциальной ямы.
Вычисления здесь оказались крайнегромоздкими и до сих пор не проведены для более реалистическихпотенциалов.Более простые теоретические соображения при расчёте структурыатомного ядра были использованы О. Бором и Б. Моттельсоном,получившими результаты, удовлетворительно согласующиеся с результатамирасчётов по теории Бракнера [17].
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
