Горизонты научного поиска

В середине июня в Лаборатории теоретической физики имени Н.Н.Боголюбова состоялась традиционная конференция "Структура ядра и связанные вопросы" (англоязычная аббревиатура NSRT06), которую теоретики-ядерщики собирают каждые три года. Формально конференция под таким названием проходит в четвертый раз, но, в сущности, история ее гораздо богаче - в конце 90-х годов она приняла эстафету конференций и школ по избранным проблемам структуры ядра, которые, начиная с 1968 года, проводились попеременно в Дубне и Алуште под руководством профессор В.Г.Соловьева. Оргкомитет нынешней конференции, как и трех предыдущих, возглавляли уже теоретики следующих поколений - профессора В.В.Воронов и Р.В.Джолос.

Хотя конференция была организована Лабораторией теоретической физики, ее программа отнюдь не была сосредоточена на одних только теоретических проблемах. Напротив, экспериментальные и теоретические аспекты физики ядра освещались в докладах практически в равной степени. Главное, чем руководствовался оргкомитет, приглашая докладчиков и отбирая доклады, - актуальность темы и ее близость к тематике исследований по структуре ядра, в том числе и экспериментальных, что ведутся в ОИЯИ.

Магистральное направление современных фундаментальных исследований в области ядерной физики - свойства ядер, далеких от долины стабильности. Экспериментальные исследования нестабильных ядер, чрезвычайно расширившиеся благодаря введению в строй установок с пучками радиоактивных ядер, значительно расширили наше понимание законов, управляющих ядерными свойствами. Они существенно повлияли и на развитие теоретических моделей, поскольку поставили их перед необходимостью предсказывать свойства ядер, не существующих в окружающем нас мире из-за чрезвычайно малого времени жизни. Этим требованиям удовлетворяют в первую очередь так называемые микроскопические модели с самосогласованием и именно над их совершенствованием работают сейчас многие теоретические группы. Об этих моделях и их использовании для предсказания и анализа ядерных свойств шла речь в докладах Д.Коло, С.Фракассо, С.Барони (все - Милан), Е.Литвиновой (Мюнхен) и других. В этом же направлении совершенствуется и созданная в ЛТФ квазичастично-фононная модель ядра. Предсказаниям нового варианта КФМ о свойствах низколежащей ветви гигантского дипольного резонанса был посвящен доклад Ч.Стоянова (София). Эта работа - результат плодотворного сотрудничества теоретиков из Болгарии с коллегами из ЛТФ (В.В.Воронов) и Орсэ ( Нгуен Ван Джай).

Еще одно популярное направление теоретических исследований в области структуры ядра - так называемый алгебраический подход - было представлено в серии докладов ученых из Греции (Д.Бонатсос, Д.Петрелис), Болгарии (Н.Минков), США (Е.Мак-Кутчан), Англии (М.Ои). Этот подход, в создание и развитие которого теоретики ЛТФ также внесли крупный вклад, оперируя с ограниченным набором степеней свободы ядра, прежде всего коллективных, эксплуатирует фундаментальную роль симметрий в формировании различных типов ядерных возбуждений и их взаимодействий. С его помощью, основываясь на экспериментально измеренных ядерных спектрах, удается понять, как перестраивается ядро и меняется характер его коллективных возбуждений с изменением числа нейтронов и протонов. К этой же тематике можно отнести доклады молодых теоретиков из Праги М.Мачека и П.Странски, которые на примере алгебраических моделей обсуждали проблему сосуществования хаотичности и регулярности в ядерном движении.

Результаты экспериментальных исследований по спектроскопии нейтроно-избыточных ядер на пучках радиоактивных ядер были представлены Н.Бенчер-Коллер из Рутгерс университета и Т.Крелом из университета Мюнхена. Ж.Гийо (Орсэ) и М.Хуньяди (Дебрецен) рассказали о новых измерениях характеристик изовекторного монопольного и изоскалярного дипольного резонансов.

Среди экзотических ядер повышенным вниманием пользуются самые легкие ядра, поскольку у некоторых из них были обнаружены удивительные свойства. Например, есть ядра, структура которых представляет собой компактный остов, включающий большинство нуклонов, на огромном расстоянии от которого (в ядерных масштабах, конечно) движутся два нейтрона. Такие ядра называют гало-ядрами. Много неожиданного обнаружено при изучении взаимодействий гало-ядер с другими ядрами. Исследованию этих взаимодействий на примере реакций изотопа 6He с тяжелыми ядрами был посвящен доклад Ю.Э.Пенионжкевича (ЛЯР), в котором излагались результаты недавних экспериментов на комплексе DRIBs.

Об экспериментах с экзотическими легкими ядрами, выполненных в GANIL, рассказал в своем докладе Д.Бюмель (Орсэ). Теоретические аспекты изучения реакций с участием легких экзотических ядер были представлены в докладах С.Н.Ершова (ЛТФ) и киевлян Г.Ф.Филиппова и Ю.Лашко. О роли парных корреляций в формировании структуры легких ядер с избытком нейтронов шла речь в докладе Х.Сагавы (университет Айзу).

Не менее интересная тема - структура сверхтяжелых ядер. Экспериментальные достижения физиков ЛЯР ОИЯИ в этой области исследований хорошо известны, но эксперименты продолжаются и новые данные появляются практически постоянно. О динамике реакций слияния ядер в их связи с синтезом сверхтяжелых ядер рассказал М.Г.Иткис. А в конце своего выступления он коротко остановился на очередном недавнем успехе ЛЯР - химической идентификации атомов 112-го элемента. Это сообщение было встречено с огромным интересом.

Доклад Ф.П.Хесбергера из GSI (также одного из лидирующих центров в изучении сверхтяжелых ядер) был посвящен спектроскопии очень тяжелых деформированных ядер "на подступах" к сверхтяжелым. Цель этих исследований - получить ориентиры относительно структуры собственно сверхтяжелых ядер, поскольку непосредственное ее изучение пока невозможно. Новые данные по спектроскопии тяжелых ядер были представлены и в докладе Т.Иши из Агентства по атомной энергии Японии. Единственный теоретический доклад по этой тематике был сделан сотрудником ЛТФ Т.Шнейдманом. Он представил расчеты полос возбужденных уровней очень тяжелых деформированных ядер, выполненные в рамках кластерного подхода, представляющего собой один из вариантов модели двойной ядерной системы.

Одно из заседаний было посвящено свойствам сильновозбужденных ядер. Здесь были заслушаны доклады теоретиков С.Г.Кадменского (Воронеж) и Н.Каржана (Бордо) о различных аспектах теории деления. Экспериментатор из турецкого университета Османгази Э.Алгин представила результаты измерений плотности уровней и радиационных функций в изотопах железа, выполненные международной коллаборацией в циклотронной лаборатории Осло. Еще один теоретический доклад был сделан А.Андреевым (Университет Гиссена - ОИЯИ). В этой работе уже упоминавшаяся модель двухядерной системы была использована для анализа кластерных аспектов двойного и тройного деления.

Вышеизложенное - это та часть программы конференции, что относится к физике структуры ядра в её, так сказать, чистом виде. Теперь о части, обозначенной в названии конференции как "связанные вопросы". В этой части обсуждались задачи, где фигурируют либо информация о структуре ядра, либо специфические методы и приемы, использующиеся при ее изучении. Прежде всего, сюда относятся задачи "ядерной астрофизики". Надо сказать, что эти задачи с удивительной ясностью демонстрируют универсальность физических законов, управляющих и свойствами таких микросистем, как атомные ядра, и таких необычных макрообъектов, как нейтронные звезды. Например, в докладе С.Толоконникова (совместная работа теоретиков из Курчатовского института и их итальянских коллег) рассматривалось влияние сверхтекучих корреляций нейтронов на структуру внутренней коры нейтронной звезды.

Схожие проблемы обсуждались и в докладе Ж.Маргуэрона (Орсэ). Стоит напомнить, что сверхтекучие корреляции нуклонов чрезвычайно важны и в атомных ядрах, а основы теории этого явления для ядер были заложены Н.Н.Боголюбовым и детально разработаны В.Г.Соловьевым.

Другое применение современных знаний о структуре ядра - теория нуклеосинтеза во Вселенной. Одна из проблем этой части ядерной астрофизики была освещена в докладе И.Борзова (Обнинск). Им были исследованы вероятности бета-распадов тяжелых ядер и показано возможное влияние этих результатов на теоретическую оценку скорости r-процесса нуклеосинтеза.

Еще один пример: ядро и физика частиц. Так, много нового о структуре очень тяжелых изотопов водорода можно узнать, исследуя их гиперпартнеры, то есть ядра, в которых нейтрон замещен гипероном. Об этих возможностях гиперядерной физики говорилось в докладе Л.Майлинга (Ржеж). Особенно важно, что Л.Майлинг активно сотрудничает с экспериментаторами ЛВЭ и уже обсуждается проект новых гиперядерных экспериментов на нуклотроне. Результаты новых расчетов ядерного момента Шиффа, оценки влияния на его величину колебательных возбуждений ядер содержались в докладах В.Дмитриева и Р.Сенькова (оба - Новосибирск). Эти исследования - пример использования специфики ядерной структуры в попытках решения фундаментальнейшей проблемы - оценки величины нарушения инвариантности относительно обращения времени в ядерных взаимодействиях.

Безусловно, упомянутые проблемы не исчерпывают всей программы конференции, на которой были представлены около 50 докладов. В заключение стоит сказать и о некоторых "социологических" аспектах NSRT06. В ее работе приняли участие более 100 ученых из 17 стран Европы, Азии и Америки, в том числе около 30 человек из стран-участниц (считая и Россию). Не секрет, что участие в конференциях ученых из России и других стран СНГ, в том числе стран-участниц ОИЯИ, сильно затруднено отсутствием денег на командировки. Для российских участников это обстоятельство удалось преодолеть за счет гранта РФФИ. В результате в Дубну приехали ученые из Воронежа, Казани, Москвы, Новосибирска, Санкт Петербурга, Саратова. Надо здесь же отметить, что помимо РФФИ Конференция была поддержана программами "Гейзенберг - Ландау" и "Вотруба - Блохинцев".

Состав докладчиков был определен оргкомитетом на основе предложений международного комитета советников, куда входили крупные ученые Германии, Греции, Италии, Китая, Нидерландов, Польши, России, Румынии, США, Франции, Чехии, Японии и, конечно, ОИЯИ. Со многими иностранными коллегами из комитета у теоретиков ЛТФ давно сложились прочные научные и дружеские связи, что немало способствовало привлечению на конференцию как известных ученых, так и молодых способных исследователей.

Важной особенностью конференции явилось большое число докладов молодых ученых, составившее 40 процентов от полного их числа. Среди молодых докладчиков были как сотрудники ЛТФ (они были авторами половины представленных от ЛТФ докладов), так и участники из Греции, Италии, Литвы, России, Турции, Франции, Чехии. Участие в работе конференции большого количества молодежи представляется чрезвычайно важным - взаимные научные и человеческие контакты молодых ученых гарантируют преемственность международного сотрудничества и будущее ядерной физики.

А. Вдовин, член оргкомитета