Деформированные ядра

ДЕФОРМИРОВАННЫЕ ЯДРА, атомные ядра, форма которых в основном состоянии отличается от сферической. Деформированные  ядра имеют аномально большие электрические квадрупольные моменты. Представление о деформированных ядрах возникло в 1930-х годах в связи с изучением деления ядер и благодаря измерению квадрупольных моментов ядер. Существование деформированных ядер было подтверждено только в 1955 году, когда были обнаружены вращательные спектры ядер - совокупность вращательных полос, или уровней с энергией, увеличивающейся с ростом полного углового момента ядра. Свойства симметрии этих спектров позволяют утверждать, что большинство ядер в основном состоянии имеют форму эллипсоида вращения, вытянутого вдоль оси симметрии.

Деформация ядер - квантовый эффект, связанный с оболочечной структурой ядра (смотри Оболочечная модель ядра). Ядра с полностью заполненными нейтронными и протонными оболочками являются сферическими. Отклонение от сферической формы вызвано нуклонами вне заполненных оболочек, движущимися по анизотропным орбитам.

Оболочечные эффекты являются также причиной существования сверхдеформированных возбуждённых состояний, в которых ядро имеет форму эллипсоида с отношением осей 2:1:1. Эти состояния впервые были обнаружены в процессе деления тяжёлых ядер, а с 1980-х годов наблюдались у ядер из различных областей периодической системы химических элементов.

Ядро с аксиальной эллипсоидальной деформацией характеризуется внутренним электрическим квадрупольным моментом Q₀, который связан с измеряемым на опыте моментом Q соотношением

где I - спин ядра в единицах постоянной Планка ћ. При малых деформациях Q₀ = (3е√5π)ZR₀²ß, где е - элементарный заряд, Z - заряд ядра в единицах е, R₀ = r₀A^1/3(r₀ = 1,2·10^-13 см, А - число нуклонов в ядре) - среднеквадратичный радиус ядра, ß - параметр квадрупольной деформации. Для большинства деформированных ядер в основном состоянии ß ≈ 0,2-0,3, что по порядку величины равно отношению числа нуклонов вне заполненных оболочек к их полному числу. Поскольку истинная форма ядра слегка отличается от эллипсоида вращения, необходимо учитывать, помимо квадрупольной, аксиальные деформации более высоких порядков.

Деформация возбуждённых состояний деформированного ядра может отличаться от деформации основного состояния как по величине, так и по форме.

Лит.: Бор О., Моттельсон Б. Структура атомного ядра. М., 1977. Т. 2.