MİRTEYMUR MİRKAZIM oğlu MİRABUTALIBOV ORTA ENERJİLİ PROTONLARIN SƏPİLMƏSİ İLƏ ATOM

1. MİRTEYMUR MİRKAZIM oğlu MİRABUTALIBOV   ORTA ENERJİLİ PROTONLARIN SƏPİLMƏSİ İLƏ ATOM NÜVƏSİNİN QURULUŞUNUN TƏDQİQİ

2. Mövzunun aktuallığı. Nüvə fizikasının müasir inkişafı hal-hazırda bir necə yeni istiqamətdə gedir ki, bunlardan biri də nüvə reaksiyasının nəzəri və eksperimental tədqiqatlarının artan rolu ilə bağlıdır. Əvvəllər nüvənin quruluşu, onun tədqiqatında ikinci dərəcəli rol oynayan nüvə reaksiyalarından ayrı öyrənilirdi. Nüvə spektroskapiyası hal-hazırda nüvənin zəif həyəcanlaşmış hallarını öyrənən ənənəvi çərçivədən çıxaraq yüksək enerjili həyəcanlaşma oblastını əhatə etdiyindən, bu cür sistemlərdə rezonans halları bir-birinin üzərinə düşdüyü üçün, fərdi həyəcanlaşmış halların öyrənilməsinin heç bir mənası olmur. Bu baxımdan, nüvə quruluşunun və nüvə reaksiyasının mexanizminin öyrənilməsi məsələləri bir-birinə çox yaxınlaşmış olurlar. İkinci tendensiya onunla əlaqədardır ki, son zamanlarda eksperimental informasiyaların sayının artması ilə yanaşı həm də keyfiyyətli olmuş, həmçinin onların mürəkkəbliyi də artmışdır. Bu baxımdan, nüvə reaksiyalarında böyük enerjilər oblastında, proseslər zamanı düşən və səpilən zərrəcikləri kəmiyyətcə izah edə biləcək nəzəriyyələrə böyük ehtiyac yaranmışdır. Təqdim olunan dissertasiyada, orta enerjili nuklonların nüvədən səpilmə amplitudasını hesablamaq üçün, təhrif olunmuş dalğalar nəzəriyyəsi irəli sürülmüşdür. Bu nəzəriyyənin əsasında, uyğun başlanğıc şərtlərlə, çoxsaylı sistemlərin öyrənilməsi üçün qəbul olunmuş stasionar Şredinğer tənliyi durur. Hər bir potensiallı sahədə səpilməni öyrənmək üçün, stasionar Şredinğer tənliyinin həllər çoxluğundan dalğa paketi qurmaqla, zaman və fəza daxilində onun tədricən dəyişməsinin öyrənilməsi lazım gəlir. Riyazi üsullar ardıcıl tətbiq olunmaqla bu nəzəriyyə, ona uyğun və populyar olan təhrif olunmuş dalğalarda Born yaxınlaşması və Qlauber nəzəriyyəsindən əsasən onunla fərqlənir ki, təhrif olunma nəinki düşən, hətta səpilən zərrəciklərin də dalğa funksiyalarının fazasında nəzərə alınmış və hesablamalar sona qədər, analıtık şəkildə aparılmışdır. Alınmış səpilmə amplitudası, nuklonların istər qeyri-elastiki, istərsə də kvazielastiki səpilməsi zamanı nüvələrin alçaq- və yüksək həyəcanlaşmalarını əlaqəlı öyrənilməsini asanlaşdırır.Axır zamanlar, nuklon-nüvə səpilməsi öyrənilərkən, təbəqəlı nüvə modelinə əsaslanaraq, düşən nuklonun nüvə daxilindəki hər bir nuklonla toqquşaraq orada mürəkkəb konfiqurasiyalı həyəcanlaşmış halların yaranmasına əsaslanırlar. Bu isə iki və ya daha çox nuklonların qarşılıqlı təsirinin fenomenoloji potensialında, kiçik məsafələrdə özəyin itələmə anlayışını,-fluktonların kvark quruluşu ilə əlaqələndirilməsinə imkan yaradır. Son onilliklərdə, ulduzlarda kvark fazasının yaranması geniş müzakirə olunur. Belə problemlərin öyrənilməsi tədqiqatda yeni istiqamətin, yəni nüvənin kvark fizikasının yaranmasına səbəb olmuşdur. Bundan başqa, nüvə reaksiyası bərk cisimləri bir neçə yüz meqaelektronvolt enerjili protonlarla bombardımanı proseslərində də geniş tətbiqini tapmışdır.

3. Nuklonların bərk cisimlərdən səpilməsi zamanı yaranan nüvə rezonanslarını təhlil etməklə, ağır elementlərdən ibarət olan mürəkkəb matrissanın içərisindən yüngül elementləri ayırd etmək mümkün olmuşdur. Əgər, nüvə reaksiyası rezonans yarada biləcək nuklonlarla aparılarsa, bu zaman təcrübədə nüvənin nəin ki hansı həyəcanlaşmış hala keçdiyini müəyyən etmək olur, hətta eyni bir elementin iki həyəcanlaşmış izotoplarını da bir-birindən fərqləndirilməsi mümkündür. Belə hallarda ani nüvə reaksiyası baş verdiyi üçün, cisimlərdə yaranan zənginləşmiş stabil izotopların izlərini ayırd edə biləcək texnika da yaradılmışdır. Hal-hazırda, protonların səpilməsi ilə gedən nüvə reaksiyasından nümunələrin səth təbəqəsinin öyrənilməsində və bu təbəqənin qalınlığının tapılmasında geniş istifadə olunur.Dissertasiya işinin məqsədi: Qeyri-relyativistik nuklonların atom nüvəsindən səpilmə amplitudasının analitik şəkildə ifadəsini almaq və nüvənin əksər xarakteristik xüsusiyyətlərini öyrənmək üçün müxtəlif nüvə proseslərinə, yəni elastiki, qeyri-elastiki və kvazi-elastiki səpilmələrə tətbiq etməkdir. Bununla yanaşı, relyativistik elektronların nüvədən səpilməsi üçün mövcud olan, təhrif olunmuş dalğalar nəzəriyyəsini genişləndirərək, elastiki və qeyri-elastiki səpilmənin köməyi ilə müxtəlif nüvələrin əsas və həyəcanlaşmış hallarını öyrənməkdir. Göstərilən məqsədlərə nail olmaq üçün, aşağıdakı məsələlərin həll olunması vacibdir.Orta enerjili nuklonların nüvədən elastiki səpilməsi ilə sferik nüvələrdə nuklonların sıxlığının paylanmasını öyrənmək.Protonların elastiki səpilməsi ilə nüvədəki nuklonlar ilə sərbəst nuklonların quruluş fərqini müəyyən etmək.İzotop və izoton nüvələrində mövcud olan dəyişiklikləri öyrənmək.Protonların nüvədəki nuklonlardan çoxsaylı səpilməsi nəticəsində, eksperimentin göstərişi ilə, nüvə daxilində çoxsaylı kvark sisteminin mövcud olmasını təsdiq etmək.Protonların qeyri-elastiki səpilməsi ilə orta və ağır nüvələrin yüksək həyəcanlaşmış hallarını öyrənmək.Nuklonların nüvədən kvazi-elastiki səpilməsinin differensial kəsiyinin analıtik şəkildə alınmış ifadəsinin köməyi ilə, protonlarrn nüvədən qoparılması reaksiyasını tədqiq etmək.Mövcud olan təhrif olunmuş dalğalar nəzəriyyəsini tətbiq etməklə, relyativistik elektronların elastiki səpilməsinin differensial kəsiyini hesablayaraq, orta və ağır nüvələrin xarakteristik parametrlərini təyin etmək.Proton və elektronların nüvədən elastiki səpilməsi prosesinə bu nüvələrin spektroskopik elektrik kvadrupol momentlərini cəlb etməklə, kompleks üsulla qeyri-sferik nüvələrdə sıxlığın paylanmasını müəyyən etmək.Təhrif olunmuş dalğalar nəzəriyyəsini inkişaf etdirərək, elektronların qeyri-elastiki səpilməsi zamanı onların itirdiyi enerjini nəzərə almaqla, nüvələrdə yaranan yüksək - və alçaqtezlikli kollektiv həyəcanlaşmış hallarla yanaşı, birzərrəcikli həyəcanlaşmış halları da tədqiq etməkdir.

4. İşin elmi yeniliyi aşağıdakılardan ibarətdir:İlk dəfə, qeyri-relyatıvıstık nuklonların nüvədən səpilmə amplitudasının təhrif olunmuş dalğalar yaxınlaşmasında, üç ölçülü fəza üçün alınmış ifadəsi, həm nəzəri həm də praktiki cəhətdən çox böyük maraq kəsb edir.Təhrif olunmuş dalğalar yaxınlaşmasında alınan nüvə formfaktoru, təklif olunmuş riyazi metoda əsasən, müstəvi dalğalar yaxınlaşmasında alınan formfaktorun funksionalı şəklində ifadə olunmuşdur. Bu isə nüvədəki nuklonların sıxlığı üçün müxtəlif paylanma funksiyasından istifadə edərkən hesablamaların asanlıqla aparılmasına imkan yaradır.Protonların nüvədən səpilmə amplitudasının sərbəst nuklonlardan səpilmə amplitudası ilə ifadə edilə bilməsi, nüvə daxilindəki nuklonlarda yaranan mümkün köpmə effektinin öyrənilməsinə imkan yaradır.Qeyri-relyativistik yaxınlaşmada nüvə daxilində iki kanalın, yəni çoxsaylı kvark və nuklon-nuklon sistemlərini əlaqələndirərək, bu iki fazanın yaranmasının və qarşılıqlı təsirinin dinamik olduğunu qəbul etməklə, altı kvarklı sistemin, nüvə formfaktoruna təsiri tədqiq edilmişdir.Nuklonların nüvədən qeyri-elastiki səpilməsinin amplitudasını analitik şəkildə alarkən, düşən zərrəciyin enerji itkisini nəzərə almaqla, nüvələrdə yüksək həyəcanlaşmış hallar tədqiq edilmişdir. Bunun üçün kollektiv nüvə modeli genşləndirilərək alçaq- və yüksək enerjili kollektiv sərbəstlik dərəcələri arasında əlaqə yaradılmış, yəni nüvənin səthinin rəqsinin nuklonların sıxlığının dəyişməsindən asılılığı tapılmaqla, həyacanlaşmış nüvənin dinamik xassələri öyrənilmişdir.Təklif olunan təhrif olunmuş dalğalar nəzəriyyəsinə əsasən, protonların nüvədən kvazi-elastiki səpilməsini üçölçülü fəzada tədqiq etmək üçün, səpilmə amplitudasının analitik fadəsi alınmış və bu ifadənin köməyi ilə proses zamanı yüngül nüvələrdən qopan nuklonlar haqda məlumat toplanılmışdır.Yüksək enerjili relyativistik elektronların nüvədən səpilməsi üçün mövcud olan təhrif olunmuş dalğalar yaxınlaşmasından istifadə edərək, səpilmənin differensial effektiv kəsiyinin sadə analitik ifadəsi alınmışdır. Elektronların nüvədən elastiki səpilməsi ilə nüvənin xarakteristik parametrləri daha dəqiq hesablanmış, proton və neytronların nüvədə paylanmasının ortakvadratik radiusunun dəyişmə qanunauyğunluğu müəyyən edilmişdir.Relyativistik elektronların nüvədən səpilməsi üçün mövcud olan təhrif olunmuş dalğalar nəzəriyyəsini qeyri-elastiki səpilməyə tətbiq edərək, düşən elektronların enerji itkisini nəzərə almaqla, nüvələrdə yaranan alçaq- və yüksək enerjili kollektiv həyəcanlaşmalar ilə yanaşı, birzərrəcikli həyəcanlaşmış hallar da tədqiq edilmişdir. İşin elmi və praktiki əhəmiyyəti. Nüvə reaksiyasının öyrənilməsində əsas prinsipal məsələ, uyğun səpilmə amplitudaları üçün maksimum sadə ifadələrin seçilməsidir. Bu isə fiziki proseslərin əsasını düzgün anlamağa imkan verməklə yanaşı, çoxsaylı hesablamalar zamanı eksperimentdən alınan nəticələri analiz etmək üçün seçilən nüvə modellərinin parametrlərinin uyğunlaşdırılması üçün də çox vacibdir. Müxtəlif proseslər üçün alınan keçid matrissa elementlərinin asanlıqla hesablanılması, çoxsaylı nüvələrdə səpilmənin eksperimental effektiv kəsiklərinin dolğun öyrənilməsi üçün imkan yaradır.

5. Səpilmə amplitudasında faza sürüşməsinin nuklonların nüvədə paylanma sıxlığı ilə ifadə edilməsinin mümkünlüyi imkan verir ki, adron-nüvə amplitudası sərbəst adron-nuklon qarşılıqlı təsir amplitudası ilə ifadə olunsun. Sonuncular isə həm nəzəri, həm də eksperimental olaraq çox geniş öyrənilmişdir. Təhrif olunmuş dalğalar yaxınlaşması əsasında alınan səpilmə amplitudasını, təklif olunan riyazi metoda əsasən alınan rekurrent düsturun köməyi ilə müstəvi-dalğalar yaxınlaşmasındakı Born amplidudası ilə ifadə olunması, müxtəlif nüvə modellərinin tətbiq edilməsini asanlaşdırır. Differensial effektiv kəsiyin müxtəlif proseslərdə hesablanması və nəzəri interpretasiyası, eksperimental informasiyaların praktik analizi və sistemləşdirilməsində son məqsəd olaraq qalmaqdadır. Bərk çisimlərin səth təbəqəsinin öyrənilməsində nuklonlardan istifadə etməklə nüvə reaksiyasının tətbiqi, çox geniş məsələlərdə, o cümlədən yarımkeçirici elektron konstruksiyalarının istehsal texnologiyalarından tutmuş, geoloji və arxeoloji nümunələrin öyrənilməsində çox geniş yer tutur. Demək olar ki, bir çox hallarda, nüvə reaksiyaları tədqiqat metodların analitik inkişafında qiymətli rol oynayır. Müdafiəyə çıxarılan əsas müddəalar: 1. Təhrif olunmuş dalğalar yaxınlaşmasında, üç ölçülü fəzada qeyri-relyativistik nuklonların nüvədən səpilmə amplitudasının analitik ifadəsini almaq. 2. Təhrif olunmuş dalğalr yaxınlaşmasında alınan nüvə fomfaktorunu, təklif olunan riyazi metoda əsasən, müstəvi dalğalar yaxınlaşmasındakı formfaktorun funksiyası kimi ifadə edərək, protonların elastiki səpilməsi ilə sferik və qeyri-sferik nüvələrdə nuklonların sıxlığının paylanmasını öyrənmək. 3. Protonların nüvədəki nuklonlardan çoxsaylı səpilmə amplitudasının alınmış ifadəsindən istifadə edərək, sərbəst və nüvədəki rabitəli nuklonların quruluş funksiyalarındakı fərqi müəyyən etmək üçün nuklonların nüvə daxilində köpmə fərziyyəsindən istifadə edərək, nüvədə multkvarkların yaranmasını təsdiq etmək. 4. Nuklonların nnüvədən qeyri-elastiki səpilməsi prosesində hidrodinamik nüvə modelini təkmilləşdirərək, nüvədə yaranan alçaq- və yüksək enerjili həyəcanlaşmış kollektiv hallar arasındakı əlaqənin tapılması.5. Nuklonların nüvə səthindəki proton və neytronlarla birbaşa toqquşma nəzəriyyəsinə əsaslanaraq, nuklonların nüvədən kvazi-elastiki səpilməsi ilə ondan nuklonların qoparılması və qalıq nüvənin həyəcanlaşması prosesi üçün səpilmə amplitudasının analitik ifadəsini almaqla, yüngül nüvələri tədqiq etmək. 6. Relyativistik elektronların nüvədən elastiki səpilməsində, protonların həmin nüvələrdən səpilməsindən alınan nəticələri cəlb etməklə, nüvələrdə nəin ki protonların, həmçinin neytronların da paylanmasının xarakteristik parametrlərini təyin etmək. 7. Nüvənin quruluşunun öyrənilməsində elektron və protonların səpilmə metodları «bir-birini tamamlayırlar» mülahizəsini təsdiqləyərək, qeyri-sferik nüvələrin tədqiqi kompleks şəkildə aparılmlşdır. Hər iki səpilmə prosesində hesblamalar zamanı, deformasiya olunmuş nüvələr üçün, spektroskopik üsulla alınmış məlumatlardan istifadə olunmuşdur. 8. Relyativistik elektronların nüvədən səpilməsi üçün mövcud olan təhrif olunmuş dalğalar nəzəriyyəsini, qeyri-elastiki səpilmə prosesində enerji itkisi nəzərə alınmaqla genişləndirilərək, nüvələrdə kollektiv və birzərrəcikli həyəcanlaşmış hallar öyrənilmişdir.

6. İşin aprobasiyası. Dissertasiya işinin əsas nəticələri aşağıdakı elmi konfranslarda məruzə edilmişdir: ХХХVIII Всесоюзная Совещаниия “Ядерная Спектроскопия и Структура Атомного Ядра ” (Баку-1988), First International Conference on “ Technical and Physical Problems in Power Engineering ” (Baku – 2002), AzMEA-ın 60 illiyinə həsr olunmuş konfrans (Bakı-2005), I Respublika elmi konfransı “ Fizikanın aktual problemləri ” (Bakı-2007), The Fifth Eurasian conference on Nuclear science and its Application (Ankara-Turkey-2008), Beynəlxalq Konfrans “ Nüvə enerjisinin gələcəyin enerji təminatında rolu” (Bakı-2008), Beşinci beynəlxalq elmi-texniki konfrans “ Fizikanın aktual problemləri ” (Bakı-2008), Beynəlxalq konfrans “ Nüvə enerjisinin dinc məqsədlərlə istifadəsi perspektivləri ” (Bakı-2009), The LX International Conference on Nuclear Physics “ Nucleus 2010. Methods of Nuclear Physics for Femto- and Nanotechnologies”, (Saint Petersburg, Russia- 2010). VII Miedzynarodowejnaukoqi-praktycznejkonferenci“ Perspektywiczneopracwaniasanauka I technikami - 2011” Przemysl. VIII Mezinarodnivedecko-practika conference, “DNY VEDY – 2012”, Praha.Nəşrlər. İşin əsas materialları 28 elmi məqalədə və bir monoqrafiyada nəşr olunmuş və 10-dan çox elmi konfranslarda müzakirə olunmuşdur.Dissertasiyanın quruluşu və həcmi. Dissertasiya işi girişdən, altı fəsildən, 5 cədvəldən, nəticədən, dissertasiya mövzusu üzrə dərc olunmuş məqalələrin siyahısından, 255 sayda istifadə edilmiş ədəbiyyat siyahısından ibarətdir.