ГИГА́НТСКИЕ РЕЗОНА́НСЫ

ГИГА́НТСКИЕ РЕЗОНА́НСЫ, вы­со­ко­воз­бу­ж­дён­ные со­стоя­ния атом­ных ядер, ко­то­рые ин­тер­пре­ти­ру­ют­ся как ко­ге­рент­ные кол­лек­тив­ные ко­ле­ба­ния боль­шо­го чис­ла ну­кло­нов (см. Кол­лек­тив­ные воз­бу­ж­де­ния яд­ра). Впер­вые бы­ли от­кры­ты в фо­то­ядер­ных ре­ак­ци­ях в 1947. Экс­пе­ри­мен­таль­но Г. р. про­яв­ля­ют­ся как ши­ро­кие мак­си­му­мы в спек­тре вы­ле­таю­щих час­тиц или в за­ви­си­мо­сти се­че­ний ядер­ных ре­ак­ций от энер­гии. Рас­по­ло­же­ны в об­лас­ти энер­гий воз­бу­ж­де­ния ядер 10–30 МэВ. Г. р. разл. ти­па на­блю­да­ют­ся прак­ти­че­ски у всех ядер.

Опи­са­ние Г. р., впол­не спра­вед­ли­вое для тя­жё­лых и сред­них ядер, мо­жет быть по­лу­че­но с по­мо­щью ка­пель­ной мо­де­ли яд­ра. В рам­ках этой мо­де­ли Г. р. от­ве­ча­ют ко­ле­ба­ни­ям по­верх­но­сти яд­ра разл. ти­па (квад­ру­поль­ные и ок­ту­поль­ные Г. р.) и его объ­ё­ма (мо­но­поль­ные Г. р.). Ней­тро­ны и про­то­ны мо­гут ко­ле­бать­ся в фа­зе (со­от­вет­ст­вую­щие Г. р. на­зы­ва­ют­ся изо­ска­ляр­ны­ми) или в про­тиво­фа­зе (изо­век­тор­ные Г. р.). Наи­бо­лее из­вест­ным Г. р. яв­ля­ет­ся изо­век­тор­ный ги­гант­ский ди­поль­ный ре­зо­нанс (т. е. ко­ле­ба­ние про­то­нов от­но­си­тель­но ней­тро­нов), се­че­ние воз­бу­ж­де­ния ко­то­ро­го в тя­жё­лых яд­рах дос­ти­га­ет 1 бар­на.

Мик­ро­ско­пич. тео­рия Г. р. ис­хо­дит из обо­ло­чеч­ной мо­де­ли яд­ра. В про­стей­шем слу­чае воз­бу­ж­де­ние Г. р. – ре­зуль­тат пе­ре­хо­да ну­кло­нов с од­ной из за­пол­нен­ных обо­ло­чек яд­ра в верх­нюю, не­за­пол­нен­ную обо­лоч­ку. Взаи­мо­дей­ст­вие ну­кло­нов упо­ря­до­чи­ва­ет эти пе­ре­хо­ды в ко­ге­рент­ное дви­же­ние. За­ря­до­во-об­мен­ные Г. р. в обо­ло­чеч­ной мо­де­ли мож­но пред­ста­вить как «пе­ре­крё­ст­ные» пе­ре­хо­ды ну­кло­нов из ней­трон­ной обо­лоч­ки в про­тон­ную и на­обо­рот. Обо­ло­чеч­ная мо­дель объ­яс­ня­ет и рас­ще­п­ле­ние Г. р. на ком­по­нен­ты (фраг­мен­та­ция Г. р.).

Как пра­ви­ло, энер­гии воз­бу­ж­де­ния Г. р. пре­вы­ша­ют по­ро­ги ис­пус­ка­ния час­тиц из яд­ра, по­это­му Г. р. рас­па­да­ют­ся пре­им. с вы­ле­том ну­кло­нов или лёг­ких ядер.

Изу­че­ние Г. р. разл. ви­дов да­ёт воз­мож­ность по­лу­чить све­де­ния об эф­фек­тив­ном взаи­мо­дей­ст­вии ну­кло­нов в яд­рах. Изо­ска­ляр­ные мо­но­поль­ные и ди­поль­ные Г. р., свя­зан­ные с ко­ле­ба­ния­ми ядер­ной плот­но­сти, яв­ля­ют­ся прак­ти­че­ски един­ст­вен­ным ис­точ­ни­ком ин­фор­ма­ции о сжи­мае­мо­сти хо­лод­ной ядер­ной ма­те­рии – ве­ли­чи­не, оп­ре­де­ляю­щей не толь­ко мн. свой­ст­ва ядер, но и ди­на­ми­ку та­ких ас­т­ро­фи­зич. про­цес­сов, как взры­вы сверх­но­вых и об­ра­зо­ва­ние ней­трон­ных звёзд.

Совр. ме­то­ды изу­че­ния Г. р. свя­за­ны пре­им. с ис­поль­зо­ва­ни­ем не­уп­ру­го­го рас­сея­ния аль­фа-час­тиц (для воз­бу­ж­де­ния изо­ска­ляр­ных Г. р.), про­то­нов, ио­нов ⁶Li с энер­гия­ми 100–200 МэВ. Для иден­ти­фи­ка­ции ти­па Г. р. не­об­хо­ди­мы, как пра­ви­ло, точ­ные из­ме­ре­ния спек­тров и уг­ло­вых рас­пре­де­ле­ний в об­лас­ти са­мых ма­лых уг­лов, что тре­бу­ет при­ме­не­ния маг­нит­ных спек­тро­мет­ров.