STUDIES OF COLLECTIVE CURRENTS IN NUCLEI

I. N. Mikhailov

Bogoliubov Laboratory of Theoretical Physics, JINR, Dubna

Ch. Brianon


CSNSM (IN2P3-CNRS), Orsay, France

P. Quentin

CENBG (IN2P3-CNRS and Universit Bordeaux-1), Gradignan, France

A search for fingerprints of "vortical currents" in nuclear structure data is presented. These currents affect little or not at all the changes of nuclear shape and volume. The paper starts with a classification of currents and with their parametrization applicable for studies of spherical and deformed nuclei. Here we generalize the concept of the time-dependent TAS transformation of liquid elements positions introduced by Riemanne's followers in their studies of currents in ellipsoidally shaped liquid bodies. We examine fingerprints of a dipole toroidal motion in the electromagnetic properties of rotational states built upon the collective octupole excitations in deformed nuclei and show one example where the experimental data give an indication of an important role played by such a mode. We study the conjecture according to which the vortical mode involved in the motion with a uniform circulation of nuclear matter may be regarded as an independent collective branch of excitation. This study allows us to interprete DI = 4 staggering of the energies of superdeformed states. We discuss also another mechanism of producing regular perturbations in the spectrum of rotational bands: the installation of an unaxial octupole deformation with rapid rotation. We mention an analogy between our interpretation of unusual properties of superdeformed nuclear states and recent findings concerning the quantal apparatus produced using the modem technology (SQUID's). This analogy shows that the effects we are talking about may take place not only in atomic nuclei but also in other "mesoscopic" systems.

Описан поиск следов вихревого движения ядерной материи в данных о структуре ядра. Такое движение не влияет совсем или влияет слабо на изменения ядерной формы и объема. В обзоре дается классификация токов и их параметризация, удобная для изучения сферических и деформированных ядер. Делается обобщение концепции зависящего от времени "ТАS"-преобразования координат элементов жидкости, предложенное последователями Римана в своих исследованиях потоков в жидких телах эллиптической формы. Изучаются следы дипольного тороидального движения в данных об электромагнитных свойствах состояний ротационных полос, выстроенных над коллективными октупольными возбуждениями, и приводится пример, указывающий на важную роль такого движения. Анализируется предположение, согласно которому вихревая мода движения с постоянной по объему циркуляцией скорости может рассматриваться как независимая ветвь возбуждений. Это исследование позволяет интерпретировать DI = 4 искажения спектра супердеформированных (с. д.) полос. Обсуждается альтернативный механизм генерации периодических искажений спектра ротационных полос: возникновение неаксиальной октупольной деформации, вызванное быстрым вращением. Отмечается аналогия между нашей интерпретацией необычных свойств с. д. состояний атомных ядер и недавними открытиями, сделанными с помощью квантовых приборов, изготовленных на базе современной технологии (SQUID-ов). Аналогия говорит о том, что обсуждаемые нами эффекты могут иметь место не только в атомных ядрах, но и в других мезоскопических системах.