1
Изобретение относится к ядерной физике.
Известные снособы измерения магнитных моментов атомных ядер основаны на наблюдении эффектов взаимодействия этих моментов с внешним магнитным полем, в которое помещены исследуемые ядра.
Для короткоживующих состояний ядер эффекты сводятся либо к возмущению корреляции между двумя испускаемыми ядром частицами или квантами (возможны случаи, когда одно из этих излучений поглощается ядром, например случай резонансного рассеяния гамма-квантов) либо к зеемановскому расщеплению возбужденного состояния ядра. Последний эффект наблюдается для ограниченного числа уровней с помощью эффекта Мессбауэра.
В любом из этих случаев измеряемый эффект пропорционален величине Wbt. где т - среднее время жизни ядра в возбужденном состоянии, а WL - ларморова частота прецессии ядра в возбужденном состоянии, равная
и-Я ih
W,
Здесь |i - магнитный момент ядра, Я - напряженность магнитного поля 1-спин ядра, /t -деленная на 2я постоянная Планка.
Наблюдаемый эффект в первом приближении пропорционален величине
|Л//Т
поэтому эффект достаточно велик только для дол-гоживущих ядерных уровней. В частности,
зеемановское расщепление, наблюдаемое с помощью эффекта Мессбауэра, практически применимо к определению |л для уровней т сек. В ряде случаев удается расширить диапазон времен жизни до нескольких
пикосекунд. Необходимо знание среднего времени жизни уровня, что не всегда возможно.
Увеличение эффекта ограничено напряженностью магнитного поля Н. Лабораторные постоянные магнитные поля не превышают 2-10 эрстед, а внутренние поля, действующие на ядра в веществе, например в ферромагнетиках или парамагнитных соединениях, составляют не более 10 эрстед.
Кратковременность процесса требует, чтобы магнитное поле, действующее в течение его развития на ядро, было очень велико. Подобная ситуация возникает, .когда мимо ядра пролетает поляризованная частица. Время пролета частицы с энергией несколько мэв на расстоянии около 10 ферма от ядра составляет сек, что намного порядков меньше времени жизни самых короткоживущих уровней ядер. В то же время, магнитное поле, создаваемое ориентированным магнитным моментом частицы, соста-вляет на расстоянии 10 ферма 5-10 эрстед/яд. магнето« Бора и растет с приближением к ядру обратно пропорционально кубу расстояния. Такие большие поля, несмотря на кратковременность их действия, вызовут хотя и слабые, но допускающие наблюдение эффекты, проявляющиеся в характеристиках взаимодействия частицы с ядром. Цель изобретения-расширить диапазон исследований в области, в которой время жизни ядер в возбужденном состоянии мало или неизвестно. Для этого определяют пропорциональную магнитному моменту ядра разность величин дифференциального поперечного сечения поляризованных частиц, вызывающих кулоновское возбуждение ядра. При этом необходимое внешнее магнитное поле создает магнитный момент пролетающей частицы, которая предварительно поляризуется в одном из двух исследуемых направлений. Вероятность кулоновскогр возбуждения ядериого уровня заряженной частицей, рассеиваемой в акте этого 1зЬ§буждения на угол 6, и в начальном cQf -OtfumH поляризованной перпендикулярио ПлоскЪЪти рассеяния, зависит отвеличины магнитного момента возбужденного уров«я ядра и от направления вектора поляризации частицы так, что отношение разности дифференциальных поперечных сечений этого процесса для двух противоположных направлений спина частицы (перпендикулярных плоскости рассеяния) к средней величине этих сечений выражается .в случае чистого Е2-перехода следующей формулой (стрелки символизируют направление спина: С- ( D dQ ) dQ. il -pV-i X (, ( Х(А а S -(i. , О, .-2 ,,Здесь a- , где z и Zz соответственно mv атомные номера частицы и ядра, е - элементарный электрический заряд, т - масса частицы, и- ее скорость, |,ip - магнитный момент частицы, гл - магнитный момент ядра в возбужденном состоянии, Хр - комптоновская длина волны частицы, Yzm (-.0) -шаровая функция. функция F (в) следующим выражается через табулированные орбитальные интегралы /2т (в), 22 Г 2 2 1 1 /(в,Е) -(4.)/3(tJ//j 2 (-D-X , 0,-2 )...(f ) X ;,,(eii + r)/ao(ei-i)s г Д - энергия 1возбужде1ния. Из выражения для R можно определить величину iN, причем погрешность, вносимая сделанными при расчете допущениями, не будет превосходить 5-6%. Предмет изобретения Способ измерения магнитных моментов атомных ядер в возбужденном состоянии, основанный на взаимодействии этих моментов с внешним магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследований в область, в которой время жизни ядер в возбужденном состоянии мало или неизвестно, определяют пропорциональную магнитному моменту ядра разность величин дифференциального поперечного сечения кулоновского возбуждения ядер поляризованными частицами, чьи магнитные моменты создают внешнее магнитное поле для двух противоположных направлений вектора поляризации.
