Введение к работе
Актуальность темы
Физика процессов, вызываемых отрицательными мюонами в водороде, представляет собой интересный раздел современной науки. Рассматриваемые в нем процессы обусловлены своеобразным сочетанием атомных, мю-атомных и мю-молекулярных явлений, ядерных реакций и ядерного мю-оахвата. Наиболее интересным ио этих процессов представляется мю-катализ реакций синтеза ядер изотопов водорода. В настоящее время исследования по этой проблеме включены в программу многих ведущих научных центров мира, эксперименты проводятся иа всех меоонных фабриках. Регулярно проходят международные конференции и симпозиумы, издается специальный журнал "Muon Catalyzed Fusion".
Следует указать, что актуальность тематики в значительной степени обусловлена нашими работами, составившими содержание диссертации, в ходе которых было установлено существование нового явления - резонансного образования мюонных молекул дейтерия. Реоуяьтаты этих работ стимулировали развитие теории. Более того, в последующих работах групп теоретиков и математиков ОЙЯЙ была предсказана высокая интенсивность мюонного катализа в смеси дейтерия и трития. Этп выводы, нашедшие экспериментальное подтверждение в дальнейших работах нашей группы, а затем - и в работах зарубежных лабораторий, легли в основу рассмотрения вопроса о возможности использования мго-каталиоа в качестве альтернативного источниха энергии и быстрых нейтронов. Важным аспектом проблемы является возможность проверки прецизионных расчетов энергии слабосвязанного уровня в системе ddft.
Актуальность вошедших в диссертацию результатов експериментального исследования ядерного захвата мюонов протонами (из состояния ^д-атома) связана с доказательством справедливости теории универсального слабого воаимодействия.
Основная цель работы
Целью работы было:
-
измерение параметров процесса мю-каталиоа в дейтерии, включая спиновые эффекты, при различных значениях плотности дейтерия и в широком диапазоне температур;
-
определение скорости ядерного захвата отрицательных мюонов протонами;
-
разработка необходимой методики (включая аппаратуру для проведения ухаоанных выше экспериментов, математическое и программное обеспечение).
Научная новизна
Экспериментально обнаружено и изучено новое явление - реоонансное обраоование меоомолекул дейтерия, что официально (зарегистрировано как открытие. Работы получили мировое признание.
Впервые экспериментально найдена оценка эффекта плотности в образовании ddfi - молекул, обусловленного ударным уширением реоонанса. Впервые измерена скорость переходов между состояниями сверхтонкой структуры dft - атомов в дейтерии высокой плотности. Исследование мю-каталиоа в гаоообраоном дейтерии высокой плотности остаются единственным в мире.
Практическая ценность
Реоультаты диссертации по установлению явления резонансного образования мюонных молекул дейтерия послужили основой для последующих интенсивных исследований процесса мю-каталиоа. Развитый в наших работах метод исследований, основанный на использовании газовой мишени и детекторов нейтронов, получил наибольшее распространение в других лабораториях мира. Реоультаты диссертации необходимы для дальнейшего развития теории, для планирования и интерпретации других экспериментов по мю-каталиву. Найденные нами характеристики мю-каталиоа в дейтерии, высокой паотиости будут исполььооваться совместно с данными для dt и tt катализа при определении параметров мезокаталитического реактора - возможного источника энергии.
Апробация работы
Реоультаты, вошедшие в диссертацию, докладывались на Международных конференциях:
по физике элементарных частиц и структуре ядра (Цюрих, Швейцария, 1977 г.),
по малонуклонным системам (Ванкувер, Канада, 1989 г.),
по слабым и электромагнитным взаимодействиям в ядрах (Дубна, 1992 г.);
на Международном симпозиуме "Взаимодействие мюонов и пионов с веществом" (Дубна, 1977 г.);
на Международных симпозиумах по мюонному катализу (Флорида, США, 1988 г., Вена, Австрия, 1990 г., Уппсала, Швеция, 1992 г.); на сессиях Ученого совета ОИЯИ, научных семинарах ЛЯП и ЛВЭ ОИЯЙ, МИФИ.
Публикации
Основное содержание диссертации отражено в 24 публикациях, которые приведены в списке литературы.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит ио введения, семи глав и заключения. Она содержит 128 страниц текста, 54 рисунка и список литературы ио 194 наименований.
