13-18 September 2019
Kraków
Europe/Warsaw timezone

Natura sił jądrowych odciśnięta w fotonach

18 Sep 2019, 11:30
40m
ZAPROSZONY wykład plenarny Zaproszony wykład plenarny (P) Plenarna

Speaker

Bogdan Fornal (Instytut Fizyki Jądrowej im H. Niewodniczańskiego PAN)

Description

Jądra atomowe składają się z nukleonów - protonów i neutronów. Protony i neutrony z kolei są układami kwarków i gluonów wiązanych przez oddziaływanie silne. Fizyka kwarków i gluonów opisywana jest przez chromodynamikę kwantową (QCD), można by więc oczekiwać, że także właściwości jąder będą wynikały z QCD. Niestety, pomimo wielu usiłowań wyznaczenie charakterystyk układów jądrowych na gruncie QCD napotyka na ogromne trudności obliczeniowe. Jednym z rozwiązań problemu jest zastosowanie podejścia opartego na chiralnej efektywnej teorii pola (chiralnej EFT). W chiralnej EFT podstawowymi stopniami swobody są nukleony i piony, a siły jądrowe dane są za pomocą rozwinięć na oddziaływania dwuciałowe, trójciałowe, czterociałowe, itd. Pytanie o istnienie sił wielociałowych w układach nukleonów jest niezmiernie intrygujące.

Dopiero niedawno udało się zaobserwować znaczący sygnał pochodzący od oddziaływań trójnukleonowych (3N). Układem testowym były reakcje jądrowe indukowane protonem na deuterze. Jak pokazały eksperymenty prowadzone przez grupę naukowców z Polski i Holandii, pewne wielkości mierzone w tej reakcji dają się teoretycznie odtworzyć tylko wtedy, gdy w opisie uwzględni się także siły trójnukleonowe.

W ostatnim czasie doskonałym laboratorium do badania oddziaływań trójnukleonowych stała się struktura jąder atomowych. Z jednej strony umożliwił to postęp na polu teorii polegający na opracowaniu metod ab initio dla układu wielu nukleonów z oddziaływaniem chiralnym EFT. Z drugiej strony, zadecydowały o tym nowe techniki eksperymentalne. Jednym z najbardziej wyrafinowanych testów na występowanie w układach nukleonów sił 3N są własności elektromagnetyczne jąder atomowych, a w szczególności prawdopodobieństwo rozpadu gamma niektórych jądrowych stanów wzbudzonych.

W ramach międzynarodowej współpracy, w której polscy naukowcy odgrywają jedne z pierwszoplanowych ról, przeprowadzone zostały pomiary czasu rozpadu gamma wyselekcjonowanych stanów wzbudzonych w trudno dostępnych izotopach węgla i tlenu. Do pomiaru fotonów zastosowano układ detektorów germanowych najnowszej generacji AGATA, pozwalający na nieosiągalną wcześniej dokładność wyznaczenia punktu interakcji kwantu gamma z detektorem (<4 mm). Użyto też elementy najnowocześniejszego systemu detektorów scyntylacyjnych PARIS, którego budowa koordynowana jest przez polskich naukowców. Uzyskane wyniki przedyskutowane zostaną w świetle najnowszych obliczeń ab initio uwzględniających oddziaływania chiralnej EFT.

Primary author

Bogdan Fornal (Instytut Fizyki Jądrowej im H. Niewodniczańskiego PAN)

Presentation Materials

There are no materials yet.
Your browser is out of date!

Update your browser to view this website correctly. Update my browser now

×