Исследование структуры атомного ядра.

Современная теория структуры атомного ядра является частью квантовой теории систем многих частиц. Ее особенности состоят в том, что число нуклонов, составляющих ядро, конечно, а взаимодействие между ними является сильным. Поэтому многие теоретические методы, развитые для бесконечных и (или) для слабовзаимодействующих систем, здесь неприменимы или требуют значительных изменений.

Методы теории ядерной структуры очень многообразны. Одним из развиваемых сотрудниками кафедры направлений этой теории являются ядерно-структурные модели, основанные на разработанном в рамках квантовой теории поля формализме функций Грина. Практика его применения в ядерно-физических задачах показала его высокую эффективность, особенно в решении проблемы учета одночастичного континуума при описании ядерных возбуждений. На основе этого формализма нами разработаны и продолжают развиваться методы учета фрагментации однофононных и одночастичных состояний в теории гигантских резонансов и спектров низкоэнергетических возбуждений.

Другим важным направлением развития современной теории ядерной структуры является поиск универсальных эффективных ядерных сил, которые позволили бы в рамках единого подхода описать свойства основных и возбужденных состояний атомных ядер. Определение функционального вида и параметров таких сил важно для последовательного теоретического описания всех ядерных процессов. Но оно особенно важно при описании реакций с участием нестабильных ядер, которые играют важную роль в очень актуальных в настоящее время астрофизических проблемах, в частности, в проблеме нуклеосинтеза и в изучении физики взрыва сверхновых.

Несмотря на то, что задача поиска универсальных ядерных сил имеет очень богатую историю, она до сих пор остается открытой проблемой. Для ее решения на кафедре развивается подход, основанный на теории энергетического функционала плотности. В ядерной физике эта теория получила наибольшее применение в подходе, в котором энергетический функционал строится на основе эффективных сил Скирма. Число существующих в настоящее время параметризаций этих сил очень велико, но входящие в них параметры подобраны главным образом из условий наилучшего описания свойств основных состояний ряда реперных ядер.

Условия описания свойств возбужденных состояний при определении этих параметров играют вторичную роль или не используются совсем. В результате существующие параметризации сил Скирма приводят к достаточно хорошему воспроизведению экспериментальных данных, относящихся к основным состояниям большинства изученных ядер, но дают значительно расходящиеся друг с другом (и во многих случаях с экспериментом) предсказания свойств возбужденных состояний.

Поиск новых модификаций сил Скирма, которые исправляют этот недостаток, ведется сотрудниками кафедры совместно с коллегами из исследовательского центра г. Юлих (Германия).

Целяев Виктор Иванович, кандидат физ.-мат.наук