Моделирование взаимодействующих бозонов в ядерной структуре деформированных изотопов урана

Аннотация

Одной из наиболее актуальных и сложных проблем в ядерной физике остается отсутствие универсальной и всеобъемлющей теории, способной полноценно описать процессы взаимодействия между нуклонами. Эти взаимодействия обладают высокой степенью сложности и требуют учета внутренних структурных параметров ядерных систем, включая потенциальные поля и усреднённые законы движения нуклонов. Состояния ядер при низких энергетических уровнях, как правило, рассматриваются в рамках определённых модельных концепций. В таких моделях предполагается, что нуклоны движутся в среднем потенциальном поле, а их взаимное влияние ограничено двухчастичными силами. Подобную аналогию можно провести с движением электронов в атоме, хотя природа ядерных сил принципиально иная — они гораздо сильнее и действуют на крайне малых расстояниях.

Особо значимым аспектом исследования ядерной структуры является изучение коллективных движений, то есть согласованных колебаний или вращений, происходящих с участием групп нуклонов. Эти движения напрямую влияют на ключевые спектральные параметры, характеризующие внутреннюю структуру ядра. С теоретической точки зрения эти явления впервые были глубоко изучены О. Бором и Б. Моттельсоном. В рамках моделей, описывающих геометрическую форму ядра, они предложили интерпретацию физической природы коллективных движений, связав их с деформационными характеристиками. В частности, было показано, что возбуждения на низких энергетических уровнях тесно связаны с квадрупольным параметром деформации.

В данной научной работе используется теоретический подход, основанный на модели взаимодействующих бозонов (IBM), включающей SU(5)-симметрию. Цель исследования — количественное описание структуры трёх различных изотопов сфероидального элемента рутения. В этом контексте производится расчет переходной вероятности B(E2), характеризующей энергетические уровни ядра и вероятность электромагнитного излучения, с последующим сравнением теоретических данных с имеющимися экспериментальными результатами. Полученные выводы способствуют оценке точности ядерных моделей и повышению эффективности описания ядерной структуры.