Projekti / Programi
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.02.00 |
Naravoslovje |
Fizika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P210 |
Naravoslovno-matematične vede |
Fizika osnovnih delcev, kvantna teorija polja |
| P220 |
Naravoslovno-matematične vede |
Jedrska fizika |
struktura večdelčnih hadronskih sistemov, elektronski koincidenčni eksperimenti, oblikovni faktorji, ekscitacije nukleona, efekti v nuklearnem mediju, spektroskopija gama, reakcije s težkimi ioni, jedrski lupinski model, superdeformirana jedra, dinamika jedrskih reakcij
Raziskovalci (7)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.664 |
Povzetek
Medtem ko pri zelo visokih energijah napovedi kvantne kromodinamike (QCD) temeljijo na teoriji motenj relativno šibke interakcije med kvarki in gluoni, je pri srednjih in nizkih energijah ta interakcija ekstremno močna in vodi do zamejtive kvarkov. To je še vedno skrivnostno, slabo razumljeno področje QCD. V zadnjem času pa so teoretiki za to področje uspeli razviti zelo obetavno aproksimativno rešitev QCD, efektivno teorijo polja, imenovano kiralna perturbacijska teorija, pa tudi mnogo modelov hadronskih sistemov je bilo dodelanih v duhu vedenja močne interakcije po QCD. Testiranje novih teoretskih pristopov so omogočili nedavno razviti elektronski pospeševalniki nove generacije, ki dajejo elektrone energij nekaj GeV v zveznem žarku, tako da so prvič možni koincidenčni eksperimenti in tako dosegljive opazljivke, ki nudijo tako potrebno testiranje napredka v teoriji. Sodelujemo v okviru mednarodnih kolaboracij dveh najpomembnejših takih centrov, centra MAMI v Nemčiji, ki je prvi začel z eksperimenti na tem področju pri energiji okrog 1 GeV in ki smo se mu pridružili že v fazi izgradnje, ter v laboratoriju TJNAF v ZDA, ki začenja eksperimente pri energijah več GeV. Načrtujemo meritve oblikovnih faktorjev nukleona (p(e,e'pi+)n), presekov za tvorbo nukleonskih resonanc (p(e,e'pi0)p), vedenje nukleonov v jedrskem mediju, zlasti korelacij nukleon-nukleon, produkcije mezonov in vzbujanje nukleonskih resonanc v najlažjih jedrih (A(e,e'p)A-1, A(e,e'px)A-2 in A(e,e'p)A-1). Nadaljevali bomo delo pri opisu vzbujenih stanj jeder blizu kositra 100 z jedrskim lupinskim modelom. V letu 1997 smo analizirali rezultate eksperimenta z detektorskim sistemom NORDBALL, v katerem smo prvič identificirali vzbujena stanja jeder kadmija 98 in kositra 102. Opravili smo tudi eksperiment v Argonne National Laboratorz v ZDA, v katerem smo bolj podrobno študirali vzbujena stanja jedra kositra 102. Meritve kažejo prve pomanjkljivosti lupinskega modela, s katerim so opisali do sedaj znana jedra blizu dvojno zaključenih lupin. Ker so rezultati meritev teko nepričakovani, moramo meritve ponoviti. Če se bodo sedanje meritve izkazale za pravilne, po potrebno popraviti lupinski model. Pričeli smo trudi s sodelovanjem pri poskusih na področju in-beam spektroskopije gama žarkov z novo razvitim detektorskim sistemom EUROBALL in Institutu Max Planck v Heidelbergu ter v centru Laboratori Nazionali v Legnaru blizu Padove. Razvili smo simulacijo dela sistema za zaznavanje in identifikacijo nabitih delcev, ki omogoča določitev reakcijskih kanalov pri fuziji težkih ionov in s tem identifikacijo nastalih novih jeder po delčnem razpadu sestavljenega jedra. Udeležili smo se tudi prvih meritev. Monte Carlo izračune smo uporabili pri obdelavi iznerkov starejšega sistema NORDBALL. Na podlagi pridobljenih izkušenj bo moč optimizirati postavitev detektorjev pri novem sistemu. Navezali smo tudi sodelovanje pri ameriških partnerjih na sistemu GAMMASPHERE, kjer smo predlagali skupaj s sodelavci iz Švedske študij razpada superdeformiranih jeder v izotopih disprozija 152, 153 in 154 z emisijo nukleonov.V tem masnem območju pričakujemo, da so ekscitacijske energije superdeformacijskih pasov nad vezavno energijo nevtronov.
Pomen za razvoj znanosti
Načrtovane raziskave z elektronskimi koincidenčnimi eksperimenti so izrazito fundamentalnega značaja. Sodijo v osrednje področje današnje fizike delcev, saj se nanašajo direktno na relativistično fiziko večdelčnih sistemov (včasih imenovane tudi fizike srednjih energij). Zlasti izstopajo, ker naj bi se izvajala s temeljito razumljeno elektromagnetno sondo in so zato dobljeni merski rezultati dobro interpretabilni. Vse opazljivke, ki jih obetamo, so v neposredni zvezi s kvantno kromodinamiko v njenem najslabše razumljenem področju. Namreč, omogočajo revizijo doslej poznane stukture hadronov in dinamike med njimi, kakor tudi opisa z najnovejšimi teoretskimi metodami.Fizika jedra je veja fizike, ki se ukvarja z lastnostmi in zgradbo snovi na nivoju hadronov. To polje raziskav ima eno najpomembnejših vlog pri razvoju razumevanja narave. V sedanji perspektivi je v ospredju študij nukleonov in širše številni mnogodelčni aspekti jeder kot je opis z lupinskim modelom, različne kolektivne ekscitacije kot so rotacije, vibracije in drugi načini kolektivnih vzbujanj. Z novimi detekcijskimi metodami so bila odkrita stanja z izjemno deformacijo jeder. Prav s temi metodami so bila odkrita jedra na meji stabilnosti za pobeg delcev, tako imenovani meji mezenja. Kot najbolj zanimivo jedro na meji protonskega mezenja je prav gotovo dvojno magično jedro kositra 100, ki se mu v vrhunskih laboratorijih korakoma približujejo. V najnovejših preglednih člankih o tekočih prespektivah v fiziki jedra so med prvimi omenjene prav raziskave jeder z novimi super-detektorji za žarke gama, ki jih kombiniramo z detektorji nabitih delcev in nevtronov. Med najzmogljivejšimi sta trenutno sistema EUROBALL v Evropi in GAMMASPHERE v Združenih državah Amerike.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave z elektronskimi koincidenčnimi eksperimenti potekajo v dveh najbolj izstopajočih laboratorijih v svetu, v Mainzu (ki je največja investicija s fiziko srednjih energij v Nemčiji) in v TJNAF (ki pa je investicija desetletja v ZDA in v svetu sploh). Eksperimenti potekajo v sodelovanju s takimi elitnimi univerzami v ZDA, Nemčiji, Franciji in Švici, kot so MIT, Univerza v Mainzu, Saclay, Univerza v Baselu, ipd. Z objavljanjem v vidnih znanstvenih revijah (v zadnjih 3 letih 10 člankov, od teh dva v Phys. Rev. Lett.) tako učinkovito promoviramo Slovenijo, svojim mladim raziskovalcem pa nudimo kvalitetno vzgojo. Članek K.I.Blomqvist, M.Potokar, A.Rokavec et al., Phys. Lett. B 344 (1995) 85 je temeljil na doktorski disertaciji mladega raziskovalca A.Rokavca in ima že 15 čistih citatov.V okviru mednarodnega sodelovanja s kolegi iz razvitih evropskih držav smo aktivno sodelovali pri odkritju jeder na meji protonskega mezenja v bližini dvojno magičnega jedra kositra 100. K sreči so prizadevanja v tej smeri v naši sicer maloštevilni skupini obrodila nesorazmerno veliko rezultatov, ki so v pozornosti mednarodne javnosti. Eno od del je bilo citirano na mnogih konferencah, naj omenimo le pregledno konferenco INPC98 v Parizu, kjer je vabljeni predavatelj eksplicitno razpravljal prav o odkritju v tem delu. Ker je pomen fizike jedra tudi zaradi številnih aplikacij te discipline v Sloveniji nesporen, potrebujemo tudi zato vrhunsko usposobljene strokovnjake. Prav sodelovanje v mednarodnih projektih in kolaboracijah je pomenben del izobraževanja na podipolomski in podoktorski stopnji. Kljub naraščajoči kompleksnosti samih eksperimentalnih postavitev je posameznik še vedno v jedru celotne problematike. Tako sodeluje pri postavitvi ekpserimenta kot pri poznejši analizi, interpretaciji in predstavitvi rezultatov. To še posebno velja za naše sodelavce, ki se ob pomanjkanju materialne podpore pri eksperimentalnem delu posebej izkazujejo prav pri intelektualno in časovno intenzivnih opravilih. Menimo, da rezultati naših prizadevanj, tako po kvantiteti kot po kvaliteti, opravičujejo stalno podporo naše skupine pri kvalitetnem vključevanju v svetovni prostor.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
