Дипломные работы, курсовые проекты на заказ, контрольные работы на заказ

Упругое и неупругое рассеяние электронов на ядрах. Ядерный форм-фактор.
Сравнение сечений фото- и электровозбуждения ядер.

  В последние годы благодаря развитию новых экспериментальных методов большое внимание стали уделять изучению поляризационных наблюдаемых. Используя поляризованные электроны, стало возможным изучать формфакторы нуклонов, обусловленные слабым взаимодействием. Слабый нуклонный форм-фактор протона может быть выражен в рамках кварковой модели следующим образом:

,

(2.2)

где G^s,d,u – форм-факторы кварков, _W – угол смешивания Вайнберга – Салама, который является основным параметром электрослабого взаимодействия. Таким образом, мы приходим к еще более глубокому пониманию материи, используя понятия формфакторов кварков. Эти работы составляют одно из важных направлений, связанных с изучением упругого рассеяния поляризованных электронов.
    Рассмотрим теперь вкратце проблемы изучения неупругого рассеяния электронов на ядрах и нуклонах. Здесь ситуация намного сложнее, чем в случае упругого рассеяния и даже самые общие вопросы еще ждут своего решения. Диаграммы Фейнмана для упругих процессов, очевидно, имеют тот же самый вид, что и для упругих (см.рис.2.1). Поэтому для получения надежных данных из неупругого рассеяния электронов в первую очередь необходимо знание спектров виртуальных фотонов.
    В однофотонном плосковолновом приближении сечение неупругого рассеяния электронов связано с полным адронным сечением взаимодействия виртуальных фотонов с ядром следующим соотношением:

,

(2.3)

где Г(E,E',) – количество виртуальных фотонов, обусловленных рассеянием электрона с начальной и конечной энергиями Е и Е' на угол , сечение

(2.4)

где - параметр поляризации виртуальных фотонов, и – полные адронные сечения взаимодействия виртуальных фотонов с поперечной и продольной поляризацией, соответственно. q² - переданный 4-импульс, W – эффективная масса конечного адронного состояния.
    Очевидно, при переданном импульсе равном нулю, реальный фотон не должен по определению отличаться от виртуального и сечение неупругого рассеяния должно совпадать с полным сечением фотопоглощения. Поэтому сравнение этих сечений, полученных экспериментально, могло бы стать хорошей проверкой существующих моделей. Измерить сечение неупругого рассеяния электронов на нулевой угол практически очень сложно, потому что под нулевым углом велики “радиационные хвосты” от упругого рассеяния и пучок электронов дают большой фон. Поэтому приходится экстраполировать измеряемую зависимость от переданного импульса к нулевому значению:

(2.5)

Рис. 2.3. Зависимость сечения поглощения виртуальных поперечных (сплошная кривая) и продольных (пунктир) фотонов для ядра С-12 от переданного импульса.

    На рис.2.3 показана зависимость сечения поглощения виртуальных поперечных и продольных фотонов для ядра ¹²C от переданного импульса. Обращает на себя внимание нелинейность экстраполяции в нулевой переданный импульс, что вносит дополнительные погрешности в получаемый результат.
    Следует отметить направление работ, связанное с изучением деления ядер – актинидов при средних энергиях под действием электронов и фотонов. Поскольку делимости ядер – актинидов близки к единице при энергии выше 100 МэВ, то, измеряя сечения деления можно получать данные о полных сечениях поглощения. Однако, экспериментальных данных на эту тему получено очень мало. В частности, измерялись эксклюзивные сечения электроделения урана-238 (_e,e'f) при угле рассеянных электронов 37.5^о ; энергия пучка Е_е = 720 МэВ. Далее с помощью модельно зависимого анализа из этих данных были получены сечения фотоделения урана-238, которые более чем в два раза оказались ниже тех же сечений, но измеренных в экспериментах с реальными фотонами. Пока известна всего одна работа, где удалось добиться согласия в пределах ошибок эксперимента (около 10%) в сечениях фотоделения урана-238 и урана – 235 между фотонными и электроядерными экспериментами, выполненная при энергии электронов Е = 78, 124 и 183 МэВ. Анализ этих данных носил довольно сложный характер и не получил дальнейшего развития и широкого применения. Таким образом, работы направленные на использование электронов с целью получения полных сечений, поставили больше вопросов, чем дали на них ответов. Один из самых важных среди них – почему сечения неупругого рассеяния при нулевом переданном импульсе не совпадают с фотоядерными сечениями,- до сих пор остается актуальным [2].