| Аннотация |
Несмотря на то, что существование метастабильных изомерных состояний в атомных ядрах было открыто столетие назад, до сих пор остается много нерешённых вопросов о процессах их возбуждения и девозбуждения. Особо актуальными для астрофизической плазменной среды остаются вопросы о том, как высокотемпературная и высокоплотная плазменная среда влияет на возбуждение изомерных состояний, и как, в свою очередь, изомерные состояния влияют на процесс ядерного синтеза элементов. Обычно скорости ядерных реакций измеряются с использованием традиционных ускорителей или реакторов, и из-за отсутствия эффектов кулоновского экранирования они не могут отображать реальную космическую плазменную среду. Скорость ядерной реакции определяет процесс ядерного синтеза в космической среде, что, в свою очередь, влияет на изотопное содержание элементов. В диапазоне низких энергий эффект кулоновского экранирования оказывает особо сильное влияние на скорость ядерной реакции, например, когда радиус кулоновского экранирования меняется на три порядка величины, изменение скорости реакции может достигать десятков раз.
В проекте предлагается новый способ моделирования генерации ядерных изомеров в плазменной среде и измерения скорости этого процесса, что имеет большое значение для глубокого понимания синтеза элементов в среде ранней Вселенной. Результаты проекта могут быть использованы также для выяснения возможности управления скоростями ядерных реакций посредством изменения условий внешнего плазменного окружения. Конкретной задачей проекта является исследование влияния плазменной среды на возбуждение изомерных состояний ядер криптона. Для этого будут проведены систематические измерения скорости реакции кулоновского возбуждения криптона в плазменной среде при различной температуре и плотности, и выяснен на этой основе механизм влияния плазменной среды на кулоновское возбуждение ядерных изомеров.
В рамках настоящего проекта для создания плазменной среды, планируется использовать газовые кластеры криптона, облучаемые ультра-интенсивными фемтосекундными лазерными импульса. За счет нелинейного резонансного эффекта, в результате проникновения лазерного излучения в кластер Kr, будет формироваться высокотемпературная плотная плазма. В таких условиях надтепловые электроны с плотностью, близкой к твердотельной, могут ускоряться и сталкиваться с ионами криптона в плазменной среде, передавать энергию ядру криптона, накачивая его до возбужденного состояния. Важной составной задачей является разработка методов измерения и контроля основных параметров криптоновой плазмы (температуры, плотности, зарядового состава), позволяющих посредством управления плотностью газовых кластеров и интенсивностью нагревающего лазера создать плазменную среду с нужными параметрами. Предлагаемый метод не ограничивается газовыми кластерами, но так же применим к твердотельным нанокластерам, и может быть использован для исследования ядерного возбуждения различных элементов и их изотопов.
|
