Введение к работе
Актуальность теш исследования. За последние года достигнут значительный прогресс в применении метода электрон-позитронной аннигиляции для исследования конденсированных сред, жидкостей и газов. Метод особенно продуктивен в исследовании локальных неод-нородностей, таких как естественные и радиационные дефекты в твердых телах, пузырьки и кластеры в плотных газах и жидкостях, зародыши новой фазы в системах, испытывающих фазовые превращения.
Спектры времени жизни позитрона и угловых корреляций анниги-. ляционных квантов содержат в себе информацию о структуре, статических и динамических характеристиках исследуемых объектов. Для извлечения количественной информации из экспериментальных спектров аннигиляции позитронов необходимо иметь достоверные теоретические представления.
Применительно к свободным электронам металлов и плотным инертным газам требуется построение теоретического описания электрон-позитронной аннигиляции с учетом локализации позитрона в этих средах, перестройки основного состояния частиц среды.в поле позитрона и динамики самого позитрона. Необходимо иметь количественные значения основных статических (распределение плотности в системе, энергетический выигрыш от автолокализации, область существования локализованного состояния) и динамических (эффективная масса, затухание, скорость потерь энергии, функция распределения) характеристик автолокализованного состояния позитрона.
Целью диссертации является построение теоретического описания статических и динамических свойств автолокализованного состояния позитрона в электронной жидкости простых металлов и плотных инертных газах и исследование их вклада в экспериментальные угловые и временные спектры электрон-позитронной аннигиляции»
Основные задачи заключаются в следующем:
- изучение особенностей взаимодействия автолокализованного позит
рона' с указанными многочастичными системами;
- определение основных механизмов, приводящих к затуханию и
потерям энергии автолокализованного позитрона в металлах;
теоретическое описание процесса термализации позитрона и построение адекватной модели для обработки экспериментов по термализации позитронов в металлах;
вычисление эффективной массы автолокализованного позитрона;
определение области существования и равновесных характеристик позитронного кластера в гелии и других инертных газах.
Новизна и практическая ценность. Показано, что нелинейное экранирование автолокализованного состояния позитрона в простых металлах приводит к существенному снижению взаимодействия позитрона с электронами и фононами. Без использования теории возмущений вычислены затухание, скорости потерь энергии и характерные времена термализации для моментов функции распределения позитронов. Получено уравнение и найдено его решение для эффективной функции распределения позитронов по импульсам. Установлено, что в области больших энергий функция распределения спадает степенным образом, а не экспоненциально, как это предполагается в теоретических моделях и используется в обработке эксперимента. Предсказывается существенный вклад нетермализованных позитронов в уширение углового распределения аннигиляционных квантов вблизи импульса Форми. Предложена методика обработки экспериментов по термализации позитронов на .основе эффективного позитронного . распределения.
Методом самосогласования в рамках теории конечных Ферми-
систем впервые получены общие выражения для эффективной к
присоединенной масс квантовой примеси в Ферми-жидкости. Вычислена
эффективная масса автолокализованного состояния позитрона в
простых металлах. ' -. .
Исследовано явление автолокализации позитрона в инертных газах. На основе теории линейного отклика развит регулярный метод описания позитронного кластера вблизи порога зарождения. Определена область существования кластеров в инертных газах. Проведены самосогласованные расчеты статических характеристик, кластера и расчеты их вклада во временной спектр аннигиляции позитрона.
Результаты работы позволяют сформулировать следующие положения, выносимые на защиту.
1. Получены общие выражения. для затухания, потерь энергии,
релаксации моментов импульсного распределения с учетом автолока
лизации позитрона в электронной жидкости простых металлов.
2. Показано, что в релаксации импульсного распределения позит
рона позитрон-электронные столкновения доминируют над позитрон-
фононными. Результаты расчетов свидетельствуют о нетермализ^ции
автолокализованного ліозитрона в простых металлах.
3. Предлагается метод обработки опытов по температурному
уширению кривой аннигиляционного излучеші вблизи импульса Ферми
на основе полученного эффективного импульсного распределения,
включающего вклад нетермализованных позитронов.
-
Получены общие выражения для эффективной и присоединенной масс примеси в Ферми-жидкости.
-
Результаты расчетов эффективной массы автолокализованного позитрона в простых металлах.
6. Развит метод теоретического описания равновесных свойств
позитронного кластера в плотных инертных газах вблизи порога
зарождения на основе теории линейного отклика.
7. Результаты самосогласованных расчетов статических характе
ристик равновесных кластеров и времени жизни автолокализованного
состояния позитрона в кластере.
Аппробация работы, публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в работах [1-6], докладывались на 8ой международной конференции по аннигиляции позитронов (г. Рент, Бельгия, 1988 г.), на Всесоюзном семинаре "Позитронная аннигиляция в твердых телах" (г. Киев, 1989 г.), на научных семинарах кафедры теоретической физики МИФИ.
Структура и объем: Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, содержит 5? страницы, в том числе 12 рисунков и одну таблицу. Список литературы состоит из 33 наименований. Система единиц: ti = С = 1 .
