Том 86, № 5 (2023)

В экспериментах на поляризованных пучках нейтронов обнаружены эффекты, свидетельствующие о вращении делящегося ядра. Основным фактором для такого заключения является асимметрия счета совпадений между детекторами частиц, сопровождающих деление, и детекторами осколков, при реверсе направления поляризации пучка нейтронов вызывающих деление исследуемых ядер. Измеряемая асимметрия объясняется авторами открытия смещением углового распределения частиц в направлении по или против направления вращения делящегося ядра. В большинстве публикаций это смещение также объясняется вращением углового распределения частиц в направлении вращения оси деления ядра. В настоящей работе излагается достаточно простое альтернативное объяснение.    

Разработан новый метод описания и параметризации сечений деления тяжелых ядер нейтронами и протонами в области энергий выше 100 МэВ. Выражение для параметризации получено на основе феноменологического представления о различных модах распада высоковозбужденных ядер, образующихся после первой быстрой стадии нуклон-ядерного взаимодействия. Развитый метод хорошо воспроизводит энергетическую зависимость сечений деления, предсказывая их слабую зависимость от энергии и типа нуклона в области высоких энергий.

Исследовано влияние эксклюзивных спектров предделительных нейтронов \((n,xnf)^{1,\ldots x}\) на наблюдаемые спектры мгновенных нейтронов деления (СМНД), полную кинетическую энергию осколков (продуктов) деления ТКЕ, среднее число мгновенных нейтронов деления. Эксклюзивные спектры \((n,xnf)^{1,\ldots x}\) нейтронов соответствуют согласованному описанию сечений реакций деления (эмиссии нейтронов) \({}^{235}\)U(\(n,F\)) (\({}^{235}\)U(\(n,xn\))) и \({}^{239}\)Pu(\(n,F\)) (\({}^{239}\)Pu(\(n,xn\))) для нейтронов с энергией до 20 МэВ. Обширная база экспериментальных данных по СМНД позволила детально исследовать/подтвердить сложную зависимость от делимости составных/композитных ядер \({}^{236}\)U и \({}^{240}\)Pu формы наблюдаемых спектров мгновенных нейтронов деления. Установлена корреляция этого эффекта с вкладами эмиссионного деления (\(n,xnf\)) в наблюдаемое сечение деления и конкуренцией реакций (\(n,n\gamma\)) и (\(n,xn\)). Эксклюзивные спектры предделительных нейтронов реакций \((n,xnf)^{1,\ldots x}\), а также эксклюзивные спектры нейтронов (\(n,n\gamma\)) и \((n,xn)^{1,\ldots x}\) вычислялись в рамках формализма Хаузера–Фешбаха одновременно с сечениями (\(n,F\))- и (\(n,xn)\)-реакций. Показано, что угловая анизотропия эксклюзивных спектров нейтронов реакций (\(n,xnf\)) существенно влияет на наблюдаемые СМНД и их средние энергии \(\left\langle E\right\rangle\). Отношение средних энергий СМНД \(\left\langle E\right\rangle\) для эмиссии предделительных нейтронов в реакциях \({}^{235}\)U(\(n,xnf\)) и \({}^{239}\)Pu(\(n,xnf\)) ‘‘вперед’’ и ‘‘назад’’ согласуется с экспериментальными данными. Выделены парциальные компоненты наблюдаемых СМНД, обусловленные реакциями (\(n,f\)) и (\(n,xnf\)). Исходные значения параметров модели фиксированы при описании спектров мгновенных нейтронов деления под действием тепловых нейтронов. Продемонстрированы возможности рассматриваемого подхода по предсказанию СМНД и \(\left\langle E\right\rangle\) для реакций \({}^{238}\)U(\(n,F\)) и \({}^{240}\)Pu(\(n,F\)).

Обсуждается детектор для настройки сведения пучков в точке взаимодействия установки MPD (Multi-Purpose Detector) на коллайдере NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAсility). Проведено моделирование работы детектора для Au \(+\) Au-столкновений при \(\sqrt{S_{NN}}=11\) ГэВ. Рассчитана эффективность регистрации Minimum Bias событий. Показано, что фоновые события от рассеяния на остаточном газе дают пренебрежимо малый вклад в отсчеты детектора. Обсуждается использование детектора для настройки сведения пучков. Рассмотрена процедура калибровки для получения с помощью данного детектора абсолютной светимости в зоне взаимодействия MPD.

Приведены результаты расчетов нуклеосинтеза тяжелых элементов при взрыве маломассивной нейтронной звезды, которая образуется в результате обмена веществом на последних стадиях эволюции тесной двойной системы нейтронных звезд с большой начальной асимметрией масс. Рассмотрено два варианта сценария, различающихся разными аппроксимациями уравнения состояния вещества нейтронной звезды —  BSk22 и BSk25, использование которых приводило к разной динамике разлета оболочек маломассивной нейтронной звезды. Показано, что характер распространения ударной волны и распространенность тяжелых элементов, образованных во внутренних слоях внешней коры с \(0.29<\) \(, для этих двух сценариев различны, хотя состав внешней коры перед взрывом различается незначительно. Указанные различия в сценариях приводят к заметной разнице рассчитанных распространенностей тяжелых элементов как в этих слоях, так и во всей рассмотренной части внешней коры.

Настоящая работа посвящена поиску гипотетического тяжелого стерильного нейтрино \(N\) на данных CMS на Большом адронном коллайдере, где \(N\) рождается в распаде \(D_{s}^{+}\)-мезона с нарушением лептонного числа \(D_{s}^{+}\to\mu^{+}N\to\mu^{+}\mu^{+}\pi^{-}\), а источником \(D_{s}^{+}\)-мезонов являются полулептонные распады \(B_{s}^{0}\to D_{s}^{+}\mu^{-}\bar{\nu}_{\mu}\). Представлены исследования Монте-Карло-симуляций сигнального распада, смоделированных в условиях детектора CMS. Сгенерировано и изучено несколько возможных точек в пространстве параметров тяжелого нейтрино \((m_{N},|V_{\mu N}|^{2})\), где \(m_{N}\) и \(|V_{\mu N}|^{2}\) являются массой и параметром смешивания (coupling parameter) соответственно. Проведено изучение кинематических и топологических параметров, участвующих в распаде частиц, оценены эффективности генератора и реконструкции. Полученные результаты будут использованы для последующего поиска распада \(D_{s}^{+}\to\mu^{+}N\) на данных CMS.