ВЫСОКОСПИ́НОВЫЕ СОСТОЯ́НИЯ ЯДРА́

ВЫСОКОСПИ́НОВЫЕ СОСТОЯ́НИЯ ЯД­РА́, воз­бу­ж­дён­ные со­стоя­ния яд­ра с боль­шим уг­ло­вым мо­мен­том (спи­ном $I$). Низ­шие по энер­гии со­стоя­ния при за­дан­ном спи­не на­зы­ва­ют­ся ираст-уров­ня­ми, ко­то­рые груп­пи­ру­ют­ся в ираст-по­ло­су. Экс­пе­рим. ис­сле­до­ва­ние В. с. я. про­из­во­дит­ся с по­мо­щью мно­го­крат­но­го ку­ло­нов­ско­го воз­бу­ж­де­ния яд­ра и ре­ак­ций с тя­жёлы­ми ио­на­ми. Наи­бо­лее рас­про­стра­нён по­след­ний ме­тод, при­ме­няе­мый с 1963. Ре­ак­ция про­хо­дит в три ста­дии. При взаи­мо­дей­ст­вии тя­жё­ло­го ио­на с ядром ми­ше­ни об­ра­зу­ет­ся со­став­ное яд­ро (ком­па­унд-яд­ро) со спи­ном $I = 80$ (в еди­ни­цах $ℏ$) и энер­ги­ей воз­бу­ж­де­ния $E ≈ 200$ МэВ (для ре­ак­ции ио­нов ⁴⁰Ar с яд­ра­ми ми­ше­ни с мас­со­вым чис­лом $A ≈ 120$). Да­лее про­ис­хо­дит ис­па­ре­ние ней­тро­нов (или вы­лет про­то­нов и α-час­тиц для лёг­ких ядер), по­сле че­го яд­ро ос­та­ёт­ся в воз­буж­дён­ном со­стоя­нии со спи­ном $I ≈ 60$ и энер­ги­ей $E ≈ 30$ МэВ. На треть­ей ста­дии яд­ро пе­ре­хо­дит в ос­нов­ное со­стоя­ние с ис­пус­ка­ни­ем трёх кас­ка­дов $γ$-кван­тов, не­су­щих важ­ную ин­фор­ма­цию о В. с. я.

Спин В. с. я. об­ра­зу­ет­ся с по­мо­щью двух ме­ха­низ­мов: кол­лек­тив­но­го вра­ще­ния яд­ра (см. Кол­лек­тив­ные воз­бу­ж­де­ния яд­ра) и ор­би­таль­но­го дви­же­ния ну­кло­нов, уг­ло­вые мо­мен­ты ко­то­рых вы­страи­ва­ют­ся вдоль оси вра­ще­ния яд­ра; в вы­страи­ва­нии уча­ст­ву­ют ну­кло­ны из по­до­бо­ло­чек $f_{7/2}, h_{9/2}, h_{11/2}, i_{13/2}$ и $j_{15/2}$ (см. Обо­ло­чеч­ная мо­дель яд­ра). Кол­лек­тив­ные В. с. я., в ко­то­рых пре­об­ла­да­ет пер­вый ме­ха­низм, най­де­ны во всех де­фор­ми­ро­ван­ных яд­рах и сверх­де­фор­ми­ро­ван­ных яд­рах. Со­стоя­ние с наи­боль­шим спи­ном $I = 66$ и энер­ги­ей 33,1 МэВ об­на­ру­же­но в сверх­де­фор­ми­ро­ван­ной по­ло­се яд­ра ¹⁶⁰Dy. Сре­ди не­кол­лек­тив­ных В. с. я. (со­стоя­ний с пре­об­ла­да­ни­ем вто­ро­го ме­ха­низ­ма) вы­де­ля­ют осо­бый класс от­кры­тых в 1977 т. н. ираст-изо­ме­ров. Вра­ще­ние в них от­сут­ст­ву­ет, и весь спин об­ра­зо­ван вы­стро­ен­ны­ми уг­ло­вы­ми мо­мен­та­ми воз­бу­ж­дён­ных ну­кло­нов на ука­зан­ных вы­ше по­до­бо­лоч­ках. Ираст-изо­ме­ры на­блю­да­ют­ся в сфе­рич. яд­рах с чис­лом про­то­нов или ней­тро­нов, не­мно­го пре­вы­шаю­щим ма­ги­че­ские чис­ла (см. Ма­ги­че­ские яд­ра) 50, 82 или 126. Энер­гии пе­ре­хо­дов ме­ж­ду их уров­ня­ми груп­пи­ру­ют­ся в об­лас­ти 700D 200 кэВ, а вре­ме­на жиз­ни из­ме­ня­ют­ся в пре­де­лах от не­сколь­ких до 500 нс.

Ис­сле­до­ва­ние ядер­но­го ве­ще­ст­ва при экс­тре­маль­ных плот­но­стях и экс­тре­маль­но боль­ших спи­нах – од­но из совр. на­прав­ле­ний ядер­ной фи­зи­ки. При изу­че­нии В. с. я. бы­ли от­кры­ты та­кие яв­ле­ния, как ано­ма­лии вра­ща­тель­ных спек­тров, су­пер­де­фор­ма­ция ядер и др.