Начальник сектора Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ П. И. Зарубин провел семинар Отделения физики высоких энергий ПИЯФ
Начальник сектора научно-экспериментального отдела физики тяжелых ионов ЛФВЭ им. В. И. Векслера и А. М. Балдина ОИЯИ д. ф.-м. н. П. И. Зарубин
Участники семинара
22 апреля на семинаре Отделения физики высоких энергий (ОФВЭ) ФГБУ «ПИЯФ» НИЦ «Курчатовский институт» (ПИЯФ НИЦ КИ) «Облучения ядерной эмульсии радиоактивными ядрами, μ-мезонами, нейтронами и тяжелыми ионами» начальник сектора научно-экспериментального отдела физики тяжелых ионов Лаборатории физики высоких энергий им. В. И. Векслера и А. М. Балдина Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ, г. Дубна) д. ф.-м. н. Павел Игоревич Зарубин представил анализ облучений опытных образцов ядерной эмульсии (ЯЭ) радиоактивными ядрами, нейтронами, мюонами и тяжелыми ионами, как высоких, так и низких энергий. Обладая превосходной чувствительностью и пространственным разрешением, ядерная эмульсия сохраняет позиции универсального и недорогого детектора для обзорных и поисковых исследований в физике микромира. Ряд интересных наблюдений, которые могут быть проведены с использованием ЯЭ, остаются все еще недостижимыми для электронных методов. В прошедшее десятилетие на нуклотроне ОИЯИ исследована кластеризация целого семейства легких ядер, в том числе радиоактивных, в процессах диссоциации релятивистких ядер в ЯЭ. В области низких энергий выполнен анализ распадов ядер 8He, имплантированных в ЯЭ, и 3α-развалов ядер 12C термоядерными нейтронами.
Добавление борной кислоты в ЯЭ позволяет решать практические задачи на пучках тепловых нейтронов – определять их профили и потоки. Обогащение ЯЭ бором позволяет наблюдать заряженные продукты реакции расщепления ядер 10B на пару 7Li + (γ) + 4He. Образцы ЯЭ, изготовленные с добавлением борной кислоты, были облучены в канале №1 реактора ИБР-2 ОИЯИ тепловыми нейтронами. Выбранная длительность позволила избежать переоблучения и выполнить координатные измерения следов в событиях 7Li + 4He. Среднее значение пары 7Li + 4He соответствует ожидаемому с учетом энергии, уносимой γ-квантом. Распределение по углу между направлениями испускания γ-квантов, вычисленными согласно условию сохранения импульса, и направлениями вылета ядер 7Li проявляет явную антикорреляцию. Следующим шагом в этом направлении станут калибровочные измерения 3He в ЯЭ с добавлением бората лития.
Вызывает также интерес применение ЯЭ в физике тройного деления ядер. Спонтанное деление ядер 252Cf или деление 235U, инициированное тепловыми нейтронами, представляется источником поиска молекулярно-подобных ядерных систем. ЯЭ позволит исследовать корреляции вплоть до наименьших углов между направлениями эмиссии фрагментов коллинеарного тройного деления. Необходимо выполнить калибровку пробегов и оценку углового разрешения для возможно большего разнообразия тяжелых ионов известной энергии, имплантированных в ЯЭ. ЯЭ была облучена ионами 86Kr+17 и 124Xe+26, ускоренными до энергии около 1.2 А МэВ на циклотроне ИЦ-100 Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флерова ОИЯИ.
Глубоконеупругое рассеяние ультрарелятивистских μ-мезонов является признанным способом изучения партонной структуры нуклонов и ядер. Облучение ЯЭ этими частицами позволяет провести попутное исследование мультифрагментации ядер под действием чисто электромагнитного пробника. Звезды содержавших только тройки b-частиц, остановившихся в эмульсии, были сопоставлены развалу ядер 12С → 3α. Параметры этого процесса являются типичными для ядерного дифракционного взаимодействия. То обстоятельство, что для этого канала, обладающего минимальным порогом, проявляется ядерно-дифракционный механизм, а не «мягкий» электромагнитный, представляется неожиданным и заслуживающим теоретического рассмотрения. Эти наблюдения, имеющие предварительный характер, указывают на перспективность полноценного исследования полного разрушения ядер μ-мезонами на основе многослойных сборок из слоев толстой бесподложечной ЯЭ.
Применение автоматических микроскопов для калибровки пробегов тяжелых ионов позволяет на новом уровне подойти к применению ЯЭ и появлению новых аспектов физики деления тяжелых ядер. Новый горизонт открывает разработка ЯЭ с субмикронным разрешением для поиска гипотетических частиц темной материи по следам ядер отдачи. Таким образом, осуществимость впечатляющего разнообразия задач оказывается связанной с возвращением метода ЯЭ в практику ядерного эксперимента.
Видео-, фото- и другие материалы по взаимодействиям, изучаемым в ЯЭ, доступны на сайте проекта BECQUEREL: http://becquerel.jinr.ru/.