/Л/Р--/53? CENTRALNEGO PROGRAMU BADAŃ PODSTAWOWYCH Nr KRAKÓW к" INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ INSTITUTE OF NUCLEAR PHYSICS ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

Transkrypt

1 INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ INSTITUTE OF NUCLEAR PHYSICS ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ KRAKÓW к" RAPORT *SotS37 /Л/Р--/53? RAPORT z realizacji CENTRALNEGO PROGRAMU BADAŃ PODSTAWOWYCH Nr 0.09 pt. "BADANIA CZĄSTEK ELEMENTARNYCH I PROCESÓW JĄDROWYCH" za lata KRAKÓW 99

2 INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ im. H. Niewodniczańskiego w KRAKOWIE RAPORT z realizacji CENTRALNEGO PROGRAMU BADAŃ PODSTAWOWYCH Nr 'BADANIA CZĄSTEK ELEMENTARNYCH I PROCESÓW JĄDROWYCH" pt załata Kraków, hity 99г.

3 WYDANO NAKŁADEM INSTYTUTU FIZYKI JĄDROWEJ IM. HENRYKA NIEWODNICZAŃSKiEGO KRAKÓW, UL RADZIKOWSKIEGO 52 Kopię kserograficzna, druk i oprawę wykonano w IFJ Kraków Wydanie / Zam. 46/9 Nakład 05 egz

4 SPIS TREŚCI. Podsumowanie wyników realizacji Programi Wstęp str.l 2. Podsumowanie wyników w poszczególnych stcpniach koordynacji IFJ IF UJ IPJ Karta informacyjna Programi (Załącznik i) Wykaz aparatury specjalnej (Załącznik 2) IFJ IF UJ IPJ Wykaz publikacji (Załącznik 3) 986 rok 987 rok 988 rok 989 rok 990 rok Akceptacja Raportu I2O 42 72

5 Raport niniejszy został opracowany w/g wzoru zaproponowanego przez Ministerstwo Edukacji Narodowej. Wykonany został przez komputerowe złożenie raportów cząstkowych opracowanych przez Koordynatorów I-go i Il-go stopnia i przedłożonych na generalnym odbiorze zadań Programu za rok 990 i za całą pięciolatkę w dniu 6 grudnia 99Or w Instytucie Fizyki Jądrowej w Krakowie. Dane do załączników i 2 zostały dostarczone przez Biura Koordynacji IFJ» IF UJ i IPJ. Spis publikacji w recenzowanych czasopismach o światowym zasięgu (Załącznik 3) opracowano na podstawie spisów całościowych w poszczególnych latach realizacji Programu zamieszczanych w raportach rocznych. Całość opracowana komputerowo przez Sekretarza Zespołu Koordynacyjnego, dr H. Wojciechowskiego.

6 I. PODSUMOWANIE WYNIKÓW REALIZACJI PROGRAMU. Wstęp. Centralny Program Badań Podstawowych Nr 0.O9. pt. 'BADANIA CZĄSTEK ELEMENTARNYCH I PROCESÓW JĄDROWYCH" koordynował i finansował jądrowe badania podstawowe wszystkich uprawiających tę tematykę zespołów naukowych w Polsce, a mianowicie: w czterech instytutach naukowych podległych Państwowej Agencji Atomistyki i w szesnastu instytutach wyższych uczelni podległych Ministerstwu Edukacji Narodowej. Cele Programu realizowane były przez ponad 800 pracowni ków naukowych, w tym 95 pro-fesorów i docentów (20 członków PAN). Kierownikiem Programu był Prof.dr hab.marian Mięsowicz, głównym wykonawcą i koordynatorem I-stopnia Instytut Fizyki Jądrowej w Krakowie,. koordynatorem Il-st. koordynującym realizację zadań w wyższych uczelniach bvł Prof.dr hab. A. Strzałkowski i Instytut Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, drugim koordynatorem II st. koordynującym prace własne i prace w Instytucie Energii Atomowej i Instytucie Chemii i Techniki Jądrowej był Pro-f.dr hab. R. Sosnowski i Instytut Problemów Jądrowych w Świerku. Ze względu na tematykę realizowanych zadań Program był podzielony na pięć podprogramów które były następnie podzielone na kilka grup tematycznych w zależności od tematyki wykonywanych zadań: Podprogram I. "Badania własności i wewnętrznej struktury cząstek elementarnych i Mechanizmów ich oddziaływania w reakcjach jądrowych wysokich i skrajnie wysoki ch energi i" Grupa temat.:.. - badania eksperymentalne. Grupa temat.i.2. - badania teoretyczne. Grupa temat.:.3. - rozwój metod i aparatury badawczej w dziedzinie fizyki wysokich energii. Podprogram. "Badanie struktury i oddziaływań jąder atomowych oraz hanizmow reakcji jądrowych niskich i średnich energii" Grupa temat.: II.. badania eksperymentalne, Grupa temat.: II.2. - badania teoretyczne, Grupa temat.t II.3. rozwój metod i aparatury badawczej w dziedzinie fizyki jądrowej. Podprogra* III. "Badanie fazy skondensowanej materii metodami fizyki jądrowej" Grupa temat.: III.l. - badania metodami spektroskopii jądrowej, Grupa temat.: III.2. - badania metodami fizyki neutronowej,

7 Grupa temat.: II.3. badania metodami magnetycznego rezonansu jądrowego. Podprogram IV. "Badanie zjawisk chemicznych «etodami fizyki jądrowej" Grupa temat.: IV.. chemia pierwiastków t --ei ei troriowv ch, Grupa temat.: IV.2. metody rozdzielcze. Podprogram V. "Fizyka i technika akceleracji" Zespół Koordynacyjny Programu: Prezydium Zespołu: Pro-f.dr hab. Marian Miesowicz Kierownik Programu, emerytowany profesor AGH i IFJ, członek FAN, Prof.dr hab. Andrzej Budzanowski zastępca Kierownika Programu, Dyrektor IFJ, członek PAN. Pro-f.dr hab. A. Strzał kowski - IF UJ, Koordynator II-st., Prof.dr hab. R. Sosnowski - IPJ, Koordynator II-st., członek PAN, Prof.dr hab. Z. Bochnacki - Dyrektor IFJ, (zmarł), Prof.dr hab Prof.dr hab Prof.dr hab W. Ratyński - Dyrektor IFJ Świerk, T. Goworek - UMCS Lublin, A. Wroblewski - Rektor UW,Warszawa, członek PAN, Prof.dr hab J. Zakrzewski UW, Warszawa, członek PAN, Prof.dr hab A. Oleś - MIFiTJ АБН, Kraków, Pro-f.dr hab. Pro-f.dr hab. Prof.dr hab. Pro-f.dr hab. F'rof.dr hab. Pro-f.dr hab. Prof.dr A. Pro-f.dr J. Członkowie Zespołu: J. Hrynkiewicz - IFJ, członek PAN, Jam к - IFJ, członek PAN, Pro-f.dr hab. L. Jarczyk - IF UJ, Doc.dr hab. M. Jaskóła - IPJ, Doc.dr hab. S. Ligenza - IEA, Prof.dr hab. S. Ogaza - IFJ (zmarł), Prof.dr nab. J Pmewski - UW, członek PAN, (zmarł), Prof.dr hab. S Siekierski - IChiTJ, Pro-f.dr hab. A Sobiczewski - IPJ, Pro-f.dr hab. Doc.dr hab. Prof.dr hab. Doc.dr hab. Pro-f.dr hab. Doc.dr hab. Pro-f.dr hab. J. A. J. W. K. Bartke - IFJ, Białas - IF UJ, członek PAN, Blicharski - IF UJ, Czyż - IF UJ, członek PAN, Grotowski - IF UJ, Hennel - IFJ, Z. Su.) kowski M. Szeptycka Z Szymański M. Szymoński M Turała - Wycech - Zalewski s. К - IPJ, - IPJ, - UW, członek PAN, - IF UJ, IFJ, IPJ, - IFJ, członek PAN.

8 Program zorganizowany był w taki sposób, zeuy zapc IĆ:. Znaczący udział polskich zespołów naukowych w wielkich międzynarodowych programach badawczych; realizował to głównie podprogram I (eksperymenty na wielkich akcelerakorach i urządzeniach detekcyjnych, przede wszystkim w CERN i w DESY, własny wkład koncepcyjny i aparaturowy w te eksperymenty, rozbudowa w kraju bazy komputerowej i odpowiedniego oprogramowania dla zwiększania udziału własnej obróbki i interpretacji uzyskiwanych w eksperymentach danych); 2. Niezbędną równowagę pomiędzy badaniami prowadzonymi głównie za granicą, a badaniami które możemy prowadzić w kraju, uzupełniając je niezbędnymi kontaktami międzynarodowymi. Realizowały to podprogramy II -IV w których prowadzono badania oddziaływań i struktury jąder atomowych w oparciu o wykorzystanie własnych akceleratorów i urządzeń detekcyjnych, uzupełnianych bazą aparaturową ZIBJ w Dubnej i narodowych ośrodków badawczych w różnych krajach, organizowane w podobny sposób, z jeszcze większym udziałem własnej bazy aparaturowej, badania fazy skondensowanej materii oraz prowadzone głównie w oparciu o bazę krajową jądrowe badania zjawisk chemicznych; 3. Rozwój własnej bazy aparaturowej dla badań podstawowych i wybranych zastosowań metod fizyki jądrowej; realizują to wszystkie podprogramy, a w zakresie dużych urządzeń badawczych szczególnie podprogram IV (budowa izochronicznego cyklotronu AIC-44). 4. Koordynację prac o podobnej tematyce prowadzonych przez różne zespoły naukowe; umożliwiała to struktura organizacyjna programu, pozwalająca tworzyć wspólne zespoły badawcze różnym jednostkom, np. intytutom resortowym i instytutom szkół wyższych lub wspólnie kierować pracami odrębnych zespołów. Wyniki badań prowadzonych w CPBP 0.09 udostępniane są do dalszego wykorzystania głównie w postaci publikacji naukowych. W latach opublikowano ponad 2790 prac, w tym około 240 oryginalnych publikacji w recenzowanych -czasopismach naukowych o zasięgu światowym i około 834 komunikaty na konferencjach międzynarodowych. Wysoka ocena udziału polskich zespołów w międzynarodowych programach badawczych znalazła wyraz m.innymi w przyjęciu Polski do europejskiego centrum badań jądrowych CERN na prawach członka tej organizacji, na bardzo korzystnych warunkach finansowych. Oprócz oczywistego zwiększenia naszych możliwości badawczych będzie to miało również aspekt gospodarczy w postaci umożliwienia zamówień z

9 ZŁ^M dla poiit-iego przemysłu i związanego z tym trans+eru nnwor те=тvc.h rtchnoloqii, a także aspekt polityczny, związany г w&j^cie.ii Palsi : * jedna z istotnych struktur europe.isk i cfi. f>ace DrowaLizone w CPBP Ol. O * miah także istotne :iidic:enie' c,i.- ; -.z tai cen-a Kadr naukowych w dziadzime -fizyki i techniki..ądrnwf:-.-. W latach 9BÓ-90 stały się one podstawą Ii rozpraw hacu i itacvmych i 60 rozpraw doktorbkich. Duża ;;c;dd pf ac maai sterski ch wykonywana,iest w ramach Programu, i. niektóre jego poaprogramy umożliwiły organizowanie praktyk naukowych i technicznych dla polskich studentów w czołowych aboratoriacn zagranicznych. Cel główny Programu na lata :9B6-9O. Celem głównym Programu było poznanie -fundamentalnych praw przyrody w dziedzinie własności oddziaływań elementarnych i struktury waterii na poziomach: subjądrowym, jądrowym i atomowym oraz doskonalenie metod badawczych poprzez prowadzenie prac w wybranych kierunkach fizyki i chemii jądrowej, a także gromadzenie, selekcja i przekazywanie do dalszego wykorzystania w kraju światowych osiągnięć w tej dziedzinie wiedzy. Cel główny programu tj. poznanie najbardziej fundamentalnych praw rządzących cząstkami elementarnymi i 2ch ondziaływamem został w pełni osiągnięty w zakresie postawionym w propozycji merytorycznej programu. Zbaaano własności rezonansu Z" tj. najcięższego bozonu przenoszącego oddziaływania elet troslabe. Ustalono przy tym. ze liczba rodzin leptonowych wynosi 3.0 ± 0.2. Do uzyskania tej dokładności w istotny sposób przyczyniła się metoda wyliczania poprawek radiacyjnych opracowana przez -fizyków polskich w ramach tematu Stwierdzono, ze masa kwarku t jest wyższa od 89 GeV/c 2. Zbadano własności mezonów ciężkich zawierających kwarki c. Znaleziono silne niestatystyczne fluktuacje (intermitencje) w rozkładach pośpiesznosci (rapidity) cząstek produkowanych w zderzeniach najwyższych energii. Znaleziono struktury -fraktalne w szerokim zakresie zjawisk -fizycznych ne poziomach atomowym i subjądrowym. Wyróżniono procesy chaosu deterministycznego w oddziaływaniacn jądrowych. W szczególności określono związki pomiędzy ruchem chaotycznym a siłą tarcia w zderzeniach ciężkich jonów. W realizacji celów cząstkowych udało się zrozumieć mechanizm szeregu procesów np. iragmentacji jąder, -fizyki rozszczepienia szybkorotujących jąder, określono czas relaksacji kształtu jąder superzdeformowanych. Przeprowadzono pierwsze w świecie komputerowe symulacje modelu kryształu z fazami niewspółmiernymi. Pokazano, że przejście -fazowe między -fazami współmiernymi i niewspółmiernymi w krysztale zachodzi poprzez tworzenie

10 defektów topologicznych. Odkryto kaskadowy ntec' uzm pradukc ij defektów topologicznych we współmiernym - niewspółmiernym przejściu fazowym i seryjny mechanizm produce л de+ektów w ni ewspółroi ernvm - niewspółmiernym przejęciu. Jogólmono teorię przejść fazowych i.audan'a na kr/ształ : fazami niewspółmiernymi i zastosowano ją do anal i: у symetrii -fazowych kryształów wybranych związków chemi cznych. Osiągnięte wyniki stoją na najwyższym światowym poziomie. Świadczy o tym -fakt, że stanowiły one przedmiot 240 publikacji w czołowych tajnie recenzowanych czasopismach międzynarodowych oraz doczekały się licznych (około 00O0 w/g Citation Inde>: > cytowań w literaturze światowej. Weszły one również do szeregu podręczników i opracowań monografii w skali światowej. Kilkudziesięciu wykonawców programu było zapraszanych do wygłoszenia plenarnych wykładów na poważnych międzynarodowych kongresach i konferencjach. Dzięki osiągnięciom programu Polska- jako oierwszy kraj z byłego bloku sowieckiego zastała przyjęta jednomyślnie w poczet krajów członkowskich CERN jak również została zaproszona na bardzo korzystnych warunkach do realizacji drugiego co do wielkości projektu europejskiego, tj. akceleratora Hera w ośrodku DESY w Hamburgu. Program CPBP 0.09 finansował badania w 6 uczelniach, głównie w Uniwersytecie Jagiellońskim i Uniwersytecie Warszawskim, Uniwersytecie Marii Skłodowskiej-Curie oraz Międzyresortowym Instytucie Fizyki i Techniki Jądrowej AHG. Badania przyczyniły się w istotny sposób do podniesienia kwalifikacji kadry naukowej (liczba doktoratów i habilitacji oraz nominacji profesorskich około 00 ) i ułatwiły kontakty międzynarodowe. Wyrazem tego są również konferencje międzynarodowe i szkoły organizowane w wyższych uczelniach i dofinansowywane przez program. Program w istotny sposób przyczynił się do unowocześnienia aparatury badawczej. Aparatura wytworzona, względnie zakupiona została u podwykonawców i jest używana w dalszych badaniach. Program w istotny sposób zwiększył zakres współpracy z ośrodkami zagranicznymi, umożliwiając fizykom polskim dostęp do najnowocześniejszych urządzeń badawczych tj. akceleratorów LEP, Hera, GANIŁ, Tevatron. W wyniku osiągnięć programu Polska została przyjęta w poczet krajów członkowskich CERN, uzyskała dostęp do międzynarodowej sieci komputerowej. 5

11 Wpływ programu widoczny jest w postaci licznych propozycji badań składanych przez zespoły naukowe zarówno w formie intivwi dualnej jak też w.-formie pakietów do Komitetu Badań Naukowych. Wszystkie większe jednostki uczestniczące w programie CPBP 0.0 zostały wysoko ocenione przez Komisję KBN i uzyskały kategorię A. W świetle rezultatów zakończonego programu należy podjąć nowe problemy związane г badaniem zderzeń najwyższych energii przy nowobudowanym akceleratorze LHC w CERN~ie, DOdjąć badania struktury cząstek elementarnych przy pomocy detektorów Hl i ZEUS w ośrodku DESY i zapewnić sobie udział w eksperymentach przy akceleratorze SSC w USA. Równocześnie należy wykorzystać unikalne możliwości wykonywania eksperymentów przy budowanych nowych akceleratorach SIS w Darmstadt, COSY w Julich i CEBAF w USA.

12 II. PODSUMOWANIE WYNIKOM REALIZACJI PROGRAMU PRZEZ POSZCZEGÓLNE STOPNIE KOORDYNACJI. CZESC I. INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ W KRAKOWIE. PGDPROGRAM I. BADANIA WŁASNOŚCI I WEWNĘTRZNEJ STRUKTURY CZĄSTEK ELEMENTARNYCH I MECHANIZMÓW ICH ODDZIAŁYWANIA W REAKCJACH JĄDROWYCH WYSOKICH I SKRAJNIE WYSOKICH ENERGII. Grupa tematyczna... - Koordynacja IFJ. Badania efcspęryentalne. Kierownik grupy: Prof.dr hab. J. Bartke ~ IFJ Przedmiotem badań w tej grupie tematycznej były oddziaływania leptonow, hadronów i jąder z protonami i jądrami w eksperymentach akceleratorowych i kosmicznych. Zespoły badawcze Zakładu V uczestniczyły w eksperymentach prowadzonych na synchrotronach w Dubnej (ZSRR), CERN-ie (Szwajcaria, Francja), Brookhaven i Batavii (USA), a także na uruchomionym ostatnio akceleratorze wianek przeciwbieżnych e+e- LEP w CERN-ie, uzyskując dane doświadczalne w uardzo szerokim zakresie energii od kilku GeV/nukleon do kilkuset GeV/nukleon, a w eksperymencie kosmicznym JACEE nawet rzędu kilku TeV/nukleon. Przygotowano eksperymenty na akceleratorze wiązek przeciwbieżnych e-p HERA w DESY (RFN), który będzie uruchomiony w roku 99. Wykorzystywane są różne techniki detekcji cząstek: emulsje jądrowe, komory pęcherzykowe i etrimerowe, oraz hybrydowe układy detekcyjne z elektroniczną rejestracją danych. Eksperymenty emulsyjne dotyczyły badania oddziaływań hadronów i jąder z jądrami. Materiały uzyskane w naświetleniach klisz jądrowych ciężkimi jonami w Brookhaven <eksp. E-80B) i w CERN-ie (eksp. EMU-07) umożliwiły przeprowadzenie analizy krotności i rozkładów kątowych cząstek produkowanych w oddziaływaniach centralnych jądro-jądro. Dane te okazały się zgodne z modelem niekoherentnej superpozycji oddziaływań elementarnych nukleon nukleon. Przeprowadzono analizę -fluktuacji produkowanych cząstek stosując metodę momentów f aktorialnych. Stwierdzono występowanie ni estatystycznych fluktuacji typu "intermitencji" w rozkładach kątowych produkowanych cząstek w oddziaływaniach protonów i jąder z jądrami. Fluktuacje te słabną w miarę przechodzenia do coraz cięższych pocisków (protony - jądra tlenu - jądra siarki), co świadczyłoby przeciwko łączeniu ich z

13 ewentualny!?: powstawaniem tzw. plazmy kwarkowo-gluonowej. Ы:*юст enie efektu przy przejściu od analiz/ jednowymiarowe.! w zmiennej rapidit\ do analizy dwuwymiarowej w zmiennych rapidity a kat azymutslny mogłoby świadczyć o produkcji wąskich jetów w zderzeniach relatywistycznych jaoer. W оогеопуп. eksperymencie <FNAL 73C'/ badano ocidz i ai ywani a hi peronów signii-ffiinus o energii 350 bev 7 jądram; emulsji, stwierdzając ich podobieństwo dc oddziaływanie innych hadronow. Naświetlenie komór emulsyjnych w stratosferycznych carach balonowych współpracy JACEE umożliwiło zarejestrowanie oddziaływań ciężkich jąder promieniowania kosmicznego i analizę wiama energetycznego promieniowania pierwotnego. Oddziaływania wysokoenergetycznych ieptonów, nadronow i jąder z jądrami badane były \.at;że metodyką innych detektorów śladowych: komór pęcherzykowych i strimerowych. Analizowano oddziaływania mezonów pi plus i ka-pius г jądrami eksp. NA-22 w CERN-ie) oraz neutrin z jądrami (eksp. WA-59 w CERN-ie), uzyskując informacje na temat orzechodzenia świeżo wyprodukowanych cząstek przez materię jądrową. W eksperymencie NA 22 pokazane stosowalność modelu wielokrotnych zderzeń i zbadano e-fekt i ntermi tencji. Rozpoczęto opracowywanie oddziaływań wysokoenergetycznych mionów z protonami, deuteronami i jądrami ksenonu w komorze strimerowej (eksp. E 665 we FNAL), uruchomiono pomiary na skalę produkcyjną na urządzeniu SWEEPNIK. W eksperymencie NA-35 (CERN) badano oddziaływania relatywistycznych jąder z jądrami zarejestrowane w komor.ze strimerowej. Wśród różnych charakterystyk tych oddziaływań należy wymieni С przede wszystkim zwi.ększoną produkcję cząstek dziwnych i duży promień obszaru emisji pionów, mogące wskazywać na powstawanie w centralnych zderzeniach jądro jądro przy energii 2O0 BeWnukleon plazmy kwarkowo-gluonowej. Interesujące wyniki przyniosła także analiza rozkładów krotności wyprodukowanych cząstek. W kilku eksperymentach wykonywanych metodami elektronicznej rsjestracji czystek, pozwalającymi na uzyskanie bardzo dużych statystyk, badano produkcję i kanały rozpadu cząstek "uroczych" (eksp. NA 32, CERN) i mezonu Б (eksp. Crystal Ball, DESY). Uzyskano wiele ważnych rezultatów z zakresu spektroskopii cząstek, wśród nich wykrycie nowych, rzadko występujących kanałów rozpadu. Particle Data Tables z roku l<?90 zawierają około 00 cytowań tych wyników. W eksperymencie NA-36 w CERN-ie poświęconym badaniu oddziaływań jądro-jądro uruchomiono centralny detektor - komorę projekcji czasowej TPC i przystąpiono do opracowywania danych na temat produkcji cząstek dziwnych. Na szczególną uwagę zasługuje udział w eksperymencie DELPHI na akceleratorze wiązek przeciwbieżnych LEP w CERN-ie oraz prace przygotowawcze do dwóch dużych eksperymentów na akceleratorze ze zderzającymi się wiązkami elektronów i protonów HERA w DESY (RFN). Dla eksperymentu DELPHI zespół krakowski wykonał i zainstalował tzw. detektor wewnętrzny oraz pudła dryfowe. Otrzymano pierwsze wyniki fizyczne dotyczące produkcji rezonansu Zó. Dla eksperymentu ZEUS zaprojektowano i wykonano w Krakowie monitor 8

14 świetiności oparty га : lawirku proou er.i owani a namowania ibreitisetranlunc.'. Detektor ten, nający duze znaczenie rowme: dla kontroli oracs samego akceleratora, przeszedł ju.z pomyślnie tsetv na wią-łacn eiet-tronow w DESY i w CERN-ie, rtóre Dotwierd:iłv jego projektowane charakterystyki. Dla eksdervmentu 4 wykonano t:w. pudła Faracaya wra: z układem chłodzenia - urządzenia te są obecnie testowane w DESY. Fizycy krakowscy są także zaangażowani w oprogramowanie tego skspervnientu i w przygotowanie jego programu fizycznego mariai w zespoiacn roboczych "Ciężkie kwarki" i "Poprawki radiacyjne"'. Akceierator HEPA rozpocznie pracę w roku 99. Wszystkie badania orowaćzone Dvłv w szerokiej współpracy miedzynarooowej, w zespołach liczących od kilkudziesięciu do kilkuset osób (DELPHI, ZEUS, Hlł. wvnikiem ich było okoio 40 pudlikacji w wiodących czasopismach naukowych iphvsics Letters, Zeitschri-ft fuer Physik. Physical Review i i.) oraz około OO reportów i komunikatów na międzynarodowych konferencjach naukowvch. Przyczyniły się one takre w istotny sposób do rozwoju kadry naukowej, o czvm świadczyć mogą 3 zakończone przewody hab; iuacy.ine, 4 przewodów doktorskich >.z tego 8 zakończonych' i szereg prac magisterskich. Pięć osób otrzymało tvtj.iv naukowe profesora. Udział krakowskiej grupy inżynierów i techników w projektowaniu i wykonywaniu nowoczesnych urządzeń spowodował zapoznanie się z najnowszymi technologiami światowymi i znaczne podniesienie ich kwalifikacji zawodowych. Бгира tematyczna Koordynacja IFJ. Badania teoretyczne. Kierownik grupy: Prof.dr hab. J. Kwiecinski - IFJ. W okresie sprawozdawczym < ) w grupie tematycznej.2. (Główny wykonawca prof. dr hab. W. C^yż) zostało opublikowanych ponad 00 prac. Poniżej omawiam główne kierunki badań i reprezentatywne wyniki. Wedle obecnych poglądów oddziaływania silne są pisywane przez chromodynamikę kwantową. Ta teoria jest tak trudna, ге dotąd tylko niektóre jej konsekwencje zostały przebadane. W ramach grupy uzyskano szereg wyników dotyczących tzw. oddziaływań półtwardych, a w szczególności minijetów <J. Kwiecinski, Phys. Lett. 94B <9B7) 386, A. Capella, J. Tran Thanh Van, J. Kwiecinski, Phys. Rev. Lett. 58 <987) 205) i funkcje struktury w obszarach małych,- : (J. Collins, J. Kwiecinski, Nuci. Phys. B36 (989) 300). Należy podkreślić duże znaczenie tych badań dla interpretacji wyników doświadczalnych (J. Kwiecinski, B. Badełek, Z.f. Phys. C43 (9B9) 25). Do interpretacji danych ге współczesnych akceleratorów najwyższych energii konieczna jest znajomość tzw. "poprawek radiacyjnych". Obliczenie tych poprawek opiera się na

15 ej el troovnamice r war.towe.i ale stawia wiele bardzo trudnych prpjiemurt ra-'-owno anal itvcznvch jak i numerycznych. W ramach grup-. wykonano obliczenia takich poprawek (np. S. Jaoacn, ' Z. Wąs. Phys. Lett. B2t9 <9B9) 03. Phys. Rev. D4 il990-- '.'25,'. Programy opracowane przez kooperację, w skłao ctorej wrhodz.. także dr Z. Wąs są obecnie używane D'-zez wsrystcjp grupy doświadczalne pracujące na af -cel er at erze LEP w CERN ie. Badanie własności materii przy gęstościach większych od gęstości c- lypowym jądrze atomowym stanowi ważny rozdział współczesnej fizyki. Wyniki tych badań mają podstawowe znaczenie dla kosmologii i astrof i zyki, a w warunkach laboratoryjnych dla interpretacji zderzeń ciężkich jonów pi-zv wysokich energiach. Chromodynami ka kwantowa przewiduje. ze przy dostatecznie dużej gęstości energii rnana nam materia hadronowa przechodzi w Dlazmę iwarcowo-giuo.-idwą. W grupie była badana kinetyka plazmy kwarkowo-ąluonowej 'A. Białas, W. Czyż, Nuci. Phys. B267.lVSó> 242, W. Czyż? W. Fiorkowski, Acta Phys. Polon. B7 <5 9Bo) B9>. przewidziano i opisano oscylacje plazmy kwarkowo-gluonowej (A. Białas, W. Czyż, A. Dyrek, W. Fiorkowski, Nuci. Phys. B296 (988) 6). Zbadano ekranowanie koloru w nlaźmie (A. Białas, W. Broniowski., W. Czyż. Phys. Rev. D39 (989) 329). Badano także gęstą materię nukleonową i jej przejście w plazmę kwarkowo-gluonową (M. Kutschera, C.J. Pethick, Nuci. Phys. 455A (986) 664). т е ostatnie wyniki prowadzą do ciekawych i nietypowych przewidywań dia gwiazd neutronowych. Badano też rolę kondensatu nienowego Ш. Broniowski, M. Kutschera, Phys. Lett. B234 (990) 449, Phys. Rev. D4 (990) 3800) i protonów stanowiących domieszki w materii neutronowej <M. Kutschera, W. Broniowski, A. Kotlorz, Phys. Lett. B237 (990) 59, Nuci. Phys. A5I6 (990) 566, M. Kutschera. W. Wójcik, Phys. Lett. 223B (989), Acta Phy. Polon. B2 (990) 823). Szczególną formą bardzo gęstej materii mogą być wzbudzone superstruny, które być może mają zastosowanie do opisu ostatnich faz ewolucji czarnych dziur (K. Zalewski, Phys. Lett. B96 (987) 48, B207 <988) 278). Szareg prac poświęcono modelom worków chiralnych i skyrmionów oraz blisko z nimi związanemu problemowi próżni fermionowej. Część wyników została opublikowana w książce: "Skyrmions and Anomalies" (wyd. M. Jezabek i M. Praszałowicz World Scientific 987), zawierającej materiały z międzynarodowej konferencji zorganizowanej w Mogiłanach pod Krakowem w lutym 987. W dziedzinie słabych oddziaływań zbadano chromodynamiczne poprawki do półleptonowych rozpadów ciężkich kwarków (M. Jeżabek, J.H. Kuhn, Nuci. Phys. B34 (989), B320 (9B9) 20). W bliskim kontekście z fizykami doświadczalnymi zajmowano się oddziaływaniami hadronów z jądrami (пр. К. Werner, M. Kutschera, Phys. Lett. B83 (987) 385, M. Jeżabek, M. Różańska, Phys. Lett. 75B (986) 206). Łącznie z tej tematyki opublikowano kilkanaście prac poświęconych fenomenologii i analizie danych. 0

16 W d?:ed:ime spektroskopii cząstek c - nie oddziaływujących zaproponowano model mezonów skalo,.- ych stanowiących stany związane KK. Stosując -formalizm kanałów sprzężonych uzyskano w ten sposób dobry opis m.in. mezonu ro(975) (F. Cdnnata, J.-P. Dedonder, L. Lesniak, Phys. Lett (988) 5). Stosując inny model opisano multiplety bar łonowe (P. Zenczykowski, Ann. o-f Phys. (NY) 69 (986) 453). Ważnym nowym narzędziem w badaniu korelacji między cząstkami wyprodukowanymi w zderzeniach przy wysokich energiach jest teoria intermitencji. Z wielu wyników uzyskanych w tej dziedzinie wymieńmy wykaz er"*» istnienia intsrmitencji w modelu, gdzie pary cząstek są produkowane przez tunelowanie zgodnie z teorią Schwingera (A. Białas, W. Czyż, A. Dyrek, W. Florkowski, ft. Peschanski, Phys. Lett. B229 (989) 398) wskazanie nowych wielkości obserwowałnych, ważnych przy analizie intermitencji (A. Białas, A. Szczerba, K. Zalewski, Z. f. Phys. C46 (990) 67) i analizę różnych Faz możliwych w układach z intermitencją (A. Białas, K. Zalewski, Phys. Lett. 23 B <990> 43). Prowadzone były również badania nad klasyczną granicą równań Diraca (K. Gołec-Biernat. Phys. Rev. D38 (988) 87). Grupa tematyczna Koordynacja IFJ. Rozwój metod i aparatury badawczej fizyki wysnk i ch ener ai i. Kierownik grupy: Prof.dr hab. П. Turała - ZFJ. Prace w tej grupie tematycznej były ściśle związane z eksperymentami prowadzonymi przez fizyków z Instytutu Fizyki Jądrowej, Zakład Fizyki Wysokich Energii w Europejskim Centrum Badań Jądrowych (CERN) w Genewie i Niemieckim Centrum Synchrotronu Elektronowego (DESY) w Hamburgu oraz z przygotowaniami do eksperymentów na przyszłych akceleratorach.. Temat (prace w IFJ Kraków, IPJ Warszawa, UW W-rszawa, CERN Genewa, NIKHEF Amsterdam, CRN Strasbourg): Wykonano, przebadano i zainstalowano w spektrometrze DELPHI w CERN następujące elementy aparatury: cylindryczne komory proporcjonalne detektora wewnętrznego, - pojemniki radi atora gazowego i przestrzenie dryfowe dla licznika czerenkowskiego typu Forward RICH, komory proporcjonalne i przestrzenie dryfowe dla licznika czerenkowskiego typu BarrelI RICH, - elektronikę odczytu dla detektora wierzchołka. Większość w/w aparatury została zainstalowana w eksperymencie DELPHI lub jest w trakcie implementacji. Ponadto zakupiono i dostarczono do eksperymentu DELPHI ok. 35 ton drutu ołowiowego dla konstrukcji kaloryroetru elektromagnetycznego.

17 2. Temat.3.,02. (prace w CERN Genewa) Wykonano, przebadana i zastosowano w eksperymencie NA36 w CERN komorę projekcji czasowej wraz 2 elektroniką odczytu. 3. Temat (prace w IFJ Kraków, MIFTJ Kraków, DESY Hamburg) Wykonano następujące prace: - udział w budowie akceleratora HERA w DESY, - pro-fiie miedziane dla komory próżniowej akceleratora HERA, konstrukcja stalowa dla pomieszczeń elektroniki eksperymentu ZEUS. Temert (prace w IFJ Kraków) Wykonano następujące prace: - czteropłaszczyznową dużą komorę dry-fową dla ZIBJ Dubna, - rozwinięto technologię produkcji konstrukcji «minowanych. 5. Temat (prace w IFJ Kraków, MIFTH Kraków, CERN Senewa. SLAC Stan-ford) Wykonano następujące prace: modelowanie oraz badanie precyzyjnych paskowych detektorów półprzewodnikowych z towarzyszącą im elektroniką odczytu typu VLSI. - wprowadzono metodykę projektowania u.ijadów mechanicznych i elektronicznych z pomocą komputerów, rozpoczęto organizację laboratorium dla badania detektorów półprzewodnikowych i mikroelektroniki. W zasadzie wszystkie tematy zostały zrealizowane zgodnie z pierwotnymi planami choć tempo prac przy eksperymentach DELPHI i NA-36 (tematy.3..0 i.3..02) było wolniejsze niż zakładano na początku; temat.3..о4 obejmujący współpracę z ZIBJ Dubna rozwijał się mniej dynamicznie niż oczekiwano (ze względu na ogólne osłabienie współpracy w tym laboratorium), natomiast temat dotyczący rozwoju aparatury dla przyszłych eksperymentów okazał się bardzo perspektywiczny. Prace wykonywane przez grupy krakowskie wykazały iż dysponujemy -fachowcami wysokiej klasy gotowymi, przy odpowiednim zapleczu, sprostać wszelkim wymaganiom współczesnych eksperymentów - było to widoczne przy pracy w ośrodkach zagranicznych. Jednakże prace wykonywane w IFJ wyraźnie były ograniczone możliwościami technicznymi: przestarzały park maszynowy, brak nowoczesnych materiałów i technologii (elektronika), brak komputerów i urządzeń pomiarowych, brak pomieszczeń, itp. Tym niemniej ogólna opinia naszych zagranicznych partnerów jest wyraźnie pozytywna co wyraża się w ofertach dalszej współpracy. Realizacja wielu zadań (zwłaszcza w temacie.3..0) dotycząca budowy aparatury dla DELPHI była możliwa jedynie dzięki dostarczeniu przez partnerów zagranicznych nowoczesnych materiałów. Należy zaznaczyć, iż dzięki 2

18 współpracy międzynarodowej udało się uzyskać materiały, urządzenia i oprogramowanie o znacznej wartości n>etod>...:nej i materiałowej <np. oprogramowanie dla projektowania urządzeń (mechanicznych i elektronicznych, urządzenia dla hybrvdyzac^ji elektroniki, itp.). W ramach prac aparaturowych udało się rozwinąć nowe technologie: konstrukcje laminowane, ciągnienie długich rur miedzianych, wykonanie рго-fi owanego drutu ołowiowego, itp. Te/natyka prac aparaturowych dla eksperymentów fizyki wysokich energii okazała się bardzo żywotną i krąg zainteresowanych -fizyków i inżynierów uległ rozszerzeniu (dotyczy to zwłaszcza specjalistów z dziedziny elektroniki, mechaniki i ciepłownictwa); do współpracy zostały wciągnięte również niektóre jednostki przemysłowe (konstrukcje laminowane, konstrukcje stalowe, itp.). Trzy tematy związane z udziałem w eksperymentach NA 36, współpraca z ZIBJ Dufcna i udziałem w budowie akceleratora HERA w DESY (I..3.C2,..3.03;..3.04) zostały zakończone natomiast dwa inne: budowa eksperymentu DELPHI i rozwój nowych metod i aparatury dla przyszłych eksperymentów (..3.0,..3.05) będą kontynuowane. Jak już było wspomniane temat jest bardzo aktualny i otwiera drogę do przyszłych eksperymentów na akceleratorach następnej generacji. W ramach prowadzonych prac w opublikowano ponad 8 artykułów i komunikatów naukowych.

19 PODPRQGRAM II. BADANIE STRUKTURY I ODDZIAŁYWAŃ JĄDER ATOMOWYCH ORAZ MECHANIZMÓW REAKCJI JĄDROWYCH NISKICH I ŚREDNICH ENERGII. Grupa tematyczna II... Koordynacja IFJ. Badania eksperymentalne. Kierownik grupy: Prof.dr hab. A. Burizanowski - IFJ. Temat II...0.: Badanie własności układów jądrowych w przemianach i reakcjach jądrowych W wyniku badań prowadzonych w latach 98fc>-990 opublikowano 22 pra= naukowych, w tym 70 publikacji w recenzowanych czasopismach o zasięgu międzynarodowym» 72 re-feraty wygłoszone na konferencjach międzynarodowych i umieszczone w materiałach konferencji oraz 70 prac opublikowanych w raportach technicznych i instytutowych rozsyłanych za granicę. Przy realizacji programu przeprowadzona jeden przewód habilitacyjny i obroniono nrzу prace doktroskie i trzy magisterskie. Prowadzono systematyczne współpracę z 9 ośrodkami badawczymi w kraju i za granicą. Bez tej współpracy, a więc bez dostępu do dużych urządzeń budowa /ch przez zespoły międzynarodowe, ber ustawicznej wymiany myśli i bez dostępu do oprogramowania obsługującego eksperymentu, wykonanie programu nie byłoby możliwe. Zakład II IFJ corocznie organizował szkołę fizyki, w której ok. óo% uczestników było zapraszanych z innych ośrodków, w tym ok. 40żi z zagranicy. Materiały szkoły były rozsyłane do uczestników szkoły i do wielu bibliotek w świecie. Szkoła odegrała istotną rolę w realizacji programu, gdyż pozwalała na szybką ocenę częściowych wyników prac badawczych przez międzynarodowe grono specjalistów, na wymianę myśli oraz na nawiązywanie nowych kontaktów międzynarodowych. Omówienie najważniejszych osiągnięć uzyskanych przy realizacji programu > Badanie tworzenia i deekscytacji złażonych układów jądrowych. Obserwowano zachowanie układów jądrowych w reakcjach fuzji ciężkich jonów oraz w początkowych stadiach rozpadu' jąder złożonych. Uzyskano informacje o stanach jądrowych przy wysokiej temperaturze i przy wysokich kretach jądra. - Od samego początku odkrycia superdeformacji jąder brano udział w poszukiwaniu i badaniu pasm superzdeformowanych (SD) oraz poszukiwaniu ich połączeń z pasmami yrast. Do najistotniejszych wyników należy zaobserwowanie w jądrze 47Gd dwu pasm z R = 0.6, z których jedno jest bliźniaczo podobne do pasma 3D w 46Gd, a drugie

20 DO pasms 3D w L43Gc różnica snsrgii odp. przejść - ' 4 ev ). Sli.*rv:dCją uru(-:ture tkiwcry się prrybljzoną symatrią psei'u)ospj.ri r ;wił w pasmach SD. Obserwacja widro i rozkładów kątowych gamma z gigantycznego г;:опапзи dipolowego. z uż"--cierń fcechn;к wybierających wąshe przedziały energii г spinu, umożliwiła badanie inateni jądrowej ч -funkcji temperatury i krętu jądra. Badano przejścia od obszaru wzbudzeń opisywanego prze? mechanikę kwantową do jąder o wysokiej temperatcje, gdzie dominl-.ją e+ekty termodynamiczne. Wyniki sugsrują mniejszą rolę termicznych -fluktuacji kształtu niz w modelu adiabatycznym i preferują modele dynamiczne, jak np. ''motional narrowing". - Badając emisję lekkich cząstek śledzono efekty "zamrożenia" deformacji w szybko rotujących. lekkich jądrach. W reakcji 32S + 27A (90!ieV) oszacowano czas charakterystyczny dla zmian deformacji jako (4.0 ±.5) ł 0' 2 s. Ul badaniach procesu rozszczepienia po reakcji -fuzji, pom:, ar / liczby neutronów poprzedzających rozszczepienie jąder złożonych z obszaru A = wytworzonych przy energiach MeWn pozwoliły na stwierdzenie, że konieczne jest. uwzględnienia procesów dynamicznych związanych z jądrowymi zjawiskom tarcia i lepkości, przy przejęciu jąd'~a od stanu równowagi termodynamicznej do punktu siodłowego i od punl -; u siodłowego do punktu rozcięcia. - Na krakowskim cyklotronie U-20, wykorzystując cząstki «o energii 26.5 Me^ż badano stosunek wartości przekrojów czynnych w konkurencyjnych pro::e^ach wyparowania d j pn w reakcjach na tarczach 5V i 54Fe. Uzyskano dobrą zgoanosć kształtu widm cząstek i stosunku przekrojów, czynnych ir(d)/o-(pn) z obliczonymi w kodzie s.tstystycznym CASCADE, przy założeniu parametru gęstości poziomów a = A/ Na przykładzie reakcji 92Mo + 60Ni pokazano, że pomiar koincydencji gamma gamma jest dobrą metodą badania reakcji trans-feru nukleonowego i reakcji nieelastycznych. W latach opublikowano łącznie 63 prace naukowe związane z badaniami tworzenia i ceekscytacji złożonych układów jądrowych. b) Badania dyskretnych stanów jądrowych Prowadzono badania stanów kolektywnych oraz jednu- i kikucząstkowych dla szeregu jąder, szczególnie z obszaru ziem rzadkich. Odkrycie, że liczba protonów Z = 64 stanowi liczbę magiczną (w tym odkryciu mieli swój udział również nasi pracownicy) zapoczątkowało program badawczy, w którym stany jądrowe dla nuklidów wokół 46(64)Gd opisuje się z dużym powodzeniem w ramach prostego modelu powłokowego. Centralnym zagadnieniem stała się identy-f i kac ja możliwie pełnych multipletów stanów kikukwazicząstkowych wokół rdzenia 46Gd i stąd doświadczalne wyznaczenie efektywnych wartości elementów macierzowych (EM) oddziaływań dwuciałowych. Znajomość EM tych oddziaływań pozwala na teoretyczny opis stanów jądrowych w innych nuklidach. 5

21 urvsianc wartości EM dls wielu par stanów nukleonowych. Sjcregóinie trudnvm i cennym była uzyskania wartości EM nddziai ywania nh(ll/2!- hc/2) gdzie dla jednoznacznej i aenty-f i kac ji multipletów odpowiednich stanów fci kukwazi cząstkowych badano rospadu В typu. Bamowa-Tellera oraz na wiązce mierzono koincydencje i rozkłady kątowe kwantów gamma i przekroje czynne odpowiednio dobranych reakcji jądrowych. Otrzymane wartości EM potrzebne są tez dla dyskusji o podwójnym rozpadzie fi. W okresie sprawozdawczym opublikowano łączn-e 63 prace naukowe dotyczące badania dyskretnych stanów jądrowych. c) Badanie własności jąder atomowych dalekich od i i ni i stabilnosci. Korzystając z separatorów masowych ustawionych.na wiązkach z akceleratorów (ZIBJ Dubna - program JASNAPP-2, ORNL - program UNISOR), prowadzono badania rozpadów jąder krótkozyciowych z obszaru A*"70 oraz A = 5O-2O0. Stosowano metody spektrometrii <x, koincydencji gamma-gamma, a-gamma, gamma-e-, e~ - e- oraz rozkładów kątowych prom. gamma po orientacji separowanych jąder w niskich temperaturach. W dużym obszarze mas wyznaczono granice stabilności protonowej, znaleziono nowe emitery a, zajmowano się koegzystencją stanów o różnej de-formacji. Uzyskano dane o masach, drogach rozpadu i własnościach stanów wzbudzonych dla kilkudziesięciu nuklidów z badanego obszaru. Opublikowano 4 prac naukowych, a część wyników wykorzystano dla rozprawy habilitacyjnej. d) Badanie procesów atomowych w zderzeniach ciężkich jonów. Pomiar widm elektronów został wykorzystany do badań dynamiki zderzeń ciężkich jonów. W sposób modelowo niezależny wyznaczono trajektorie dysypacyjne partnerów zderzenia. Zmierzony czas kontaktu jądrowego wynosi ok. 2 I 0(-2> s. Podczas badań korelacyjnych procesów wielociałowych przy wzbudzeniach wewnętrznych powłok atomowych po raz pierwszy stwierdzono istnienie rezonansowego wychwytu dwu elektronów z przekazaniem energii dla wzbuc'reni* trzeciego elektronu (proces odwrotny do podwójnego procesu Augera). Zajmowano się emisją monoenergetycznych pozytonów "atomowych", wielokrotną jonizacją i oddziaływaniami pokoi izyinymi przy jonizacji. Opublikowano łącznie 45 prac naukowych. ~ Do najważniejszych wyników - badawczych w grupie tematycznej II II...04 zaliczyć należy cykl prac poświecony procesom -fragmentacji pocisku w reakcjach wywołanych ciężkimi jonami. W pracach tych wykazano istnienie zjawiska -fragmentacji bezpośredniej. Proces ten wykryto w doświadczeniach prowadzonych nad reakcją 20Ne+97Au oc+plf+x przy energii 20 MeV/n. Po raz pierwszy w świecie udało się opisać przebieg fragmentacji w sposób Mikroskopowy. Prace opublikowano w Z.f. Physiк A oraz Phys. Letters. Zakończono również cykl prac wyjaśniających 6

22 położenie i kształt maksimum w widmie cząstek paciskopododnych w szerokim zakresie energii oraz liczb masowych i porządkowych pocisku, tarczy i wylatujących fragmentów. Wyjaśniono asymetryczny kształt maksimum w części niemal klasycznej widma przez interpretację widma cząstek wylatujących jako sumę układów bezpośredniej fragmentacji '.spectator part) oraz oddziaływania części partycypującej z jądrem tarczy poza powłoką energetyczną. Prace opublikowano w Z.-f. Physiк A oraz Phys. Letters. Zmierzono korelacje kątowo energetyczne pomiędzy' naładowanymi pionami a produktami rozszczepienia w reakcji Th przy energii wiązki 95 MeV/nukleon. Na podstawie badań kąta rozlotu produktów rozszczepienia stwierdzono, ze transfer pędu dla tej reakcji wynosi 56 MeV/c licząc na nukleon pocisku. Wartość ta bliska maksymalnej możliwej wskazuje na to, że podprogowa produkcja pionów wymaga znacznego pokrycia gęstości cząstki padającej i jądra tarczy, a więc zachodzi głównie dla- zderzeń centralnych. Zbadano korelację 'p-p przy małych pędach względnych w reakcji wywołanej cząstkami ot o energii 20 MeV na jądrach 5SNi. Stwierdzono występowanie maksimum w -funkcji korelacji przy względnej energii 400 kev. Analiza przeprowadzona modelem Koorina wyfazała, że protony emitowane są z obszaru o rozmiarach liniowych rzędu 3 im i czasie życia 0<-22) s. Wykazano również, że w obszarze widma protonów odpowiadającym emisji z jądra złożonego współczynnik korelacji spada do zera. Pracę opublikowano w Phys. Letters Б. Ważnym wynikiem było wyznaczenie temperatury fragmentów tarczopodobnycn powstających w reakcji 40Ar + Ag przy energii E/A = 44 MeV. Posłużono się metodą względnych obsadzeń stanów końcowych emitowanych jąder. Dla kątów wstecznych znaleziono wartości temperatur T = 2.2 MeV oraz 2.9 MeV odpowiednio dla układów 4He i 6Li. Wynik wskazuje na emisję z układu będącego w równowadze termicznej. Pracę opublikowano w Phys. Lett. В. W Physics Reports opublikowano obszerną pracę monograficzną podsumowującą wieloletnie wysiłki w dziedzinie badań nad odpowiedzią jądra na zaburzenie wywołane silnymi elektromagnetycznymi oddziaływaniami. Badania prowadzono w ramach przybliżenia przypadkowej fazy rozszerzanego o wzbudzenia dwucząstkowo-dwudziurowe. Wyniki dowodzą istnienia silnych efektów korelacyjnych wykraczających poza granice teorii średniego pola. Znaczenie tej pracy polega na tym, ze daje ona podstawy teoretyczne do poszukiwania w jądrze efektów wynikających z kwarkowej struktury nukleonów. Istotnym wynikiem było znalezienie związku pomiędzy siłą tarcia i ruchem chaotycznym. Na przykładzie zderzenia cząstki <x z jądrami złożonymi z trzech i pięciu cząstek ot wykazano, że obecność rdzenia odpychającego w potencjale <x «jest niezbędna dla pojawiania się tarcia oraz rozwiązań chaotycznych dla torów ruchu. Praca otwiera nową dziedziną badań nad występowaniem chaosu w zjawiskach jądrowych. Pracę opublikowano w Phys. Rev. С. 7

23 Badając.netooą TOHF r o.tszc:epieme jąder 44Nd odkryto bilną dyssypację? energii kolektywnej >-J niższych temperaturach (T = MeV}«która znika dla temperatur wviszych (T =.'_ ttev) Zjawisko te; jest związane z ;ani::anieiri efektów powi okotiivcn, które następują przy teiraeratui z& T =- 2 Mt=V. W ':WIU:K- г tym tzw. 'szerokość na I-UZ-3ZC:e>pi ertie" wzrasta z temperaturą, co daje? nadzieję ns DDter nację produktu roisili/epieraa powstałych z rozpadu jąder euperzde-fo Grupa tematyczna.2.. Koordynacja IFJ. Badania teoretyczne. Kierownik grupy: Prof.dr nab. J. Kwieciński IFJ. Zakres prac badawczych objętych programem OL. 09. obejmowai następujące główne grupy zagadnień:. Zderzenia relatywistycznych ciężkich jonów. Badano ruchy kolektywne o dużej amplitudzie, w szczególności gigantyczne rezonanse monopolowe i kwadrupuiowe oraz izowektorowy rezonans dipolowy. Wykorzystując rozszerzoną metodę Hartree-Focka podano przepis wariacyjnego określenia prawdopodobieństw przejść dla metody RSV, przeanalizowano periodyczne w czasie rozwiązania opis;iące oscylacje, zbadano własności gigantycznego dipoli..;ego rezonansu jądrowego przy wysokich temperaturach oraz stosowalność przybliżenia adiabatycznego w zjawiskach tunelowania w przybliżeniu średniego pola. Dyskutowano kwantowe teorie kinetyczne w zastosowaniu do zderzeń relatywistycznych ciężkich jonów, szczególnie nieperturbacyjną teorię transportu w zastosowaniu do opisu zjawisk zachodzących w samooddziałującej plazmie skalarnej огаг к war к owo gluonowej. Przeprowadzono badania e-fektu niestatystycznych fluktuacji w ultrarelatywistycznych zderzeniach ciężkich jąder, co umożliwię analizę efektów nieliniowych w dynamice reakcji. Zastosowany model jednego skorelowanego źródła pozwolił na jakościowe odtworzenie obserwowanych efektów. Wykonano analizę fenomenologicznych korelacji wielocząstkowych w produktach anihilacji e+e- przy energii 9 GeV. Porównanie danych doświadczalnych z dwoma różnymi schematami korelacji wskazuje na stosowalność do opisu _ produkcji metody przypadkowych procesów multiplikatywnyćh. Rozwinięto algebraiczne podejście do opisu zjawisk kolektywnych w jądrze atomowym. Postulując symetrię S0(3)(L)xSO(n-l) dla członu oddziaływania i rozwijając ideę współrzędnych Zikendrahta-Dzyublika-Fillipova dla przestrzeni fazowej systemu N ciał znaleziono przedstawienie kanonicznej struktury dla wprowadzonej parametryzacji oraz otrzymano równania ewolucji. Wyniki zastosowano do badania jądrowych pasm wibracyjno-rotacyjnych. 8

24 2. Modele cm r aj. ne nukleonu i materii jądrowej Skonstruowano nowy model struktury nukleonu, op_,i.y o efektywny lagranzjan cniralny z mezonami skalarnymi i wektorowymi. Opracowano metody pół klasyczne badania takich modeli, jak rzutowanie poprzez wymuszony obrót oraz metodę RPA. Uzyskana dobrą zgodność z danymi eksperymentalnymi dla masy nukleonu, rozszczepienia N-, momentów magnetycznych oraz stałych sprzężenia nuklecn-mezon. Włączono mechanizm uwięzienia kwarków (model c.hromodielektryczny) oraz zbadano rezonans Ropera jako stan kolektywny w tym modelu. Kolejna grupa zagadnień dotyczyła fizyki gęstej materii (materii kwarkowej z kondensatem pionów) oraz -formalnych aspektów modelu <wkłady jednopętlowe do efektywnego działania). Wykazano, że gęsta materia kwarkowa preferuje stan z kondensatem pionów, tzn. stan w którym składowe i тг<3) pola chiralnego oscylują w przestrzeni. Znaleziono równanie stanu dla zerowej temperatury oraz przeanalizowano własności magnetyczne fazy z kondensatem. 'Policzono analitycznie przyczynki jednopętlowe do energii systemu z kondensatem pionów. Przeanalizowano zbieżność szeregu perturbacyjnego, stosowalność przybliżenia gradientowego i niestabilność próżni. W modelach z obcięciem <madel Nambu-Jona-Lasimo) zbadano wpływ regulatora na wyniki fizyczne. 3. Podstawy teorii pola Badania w zakresie podstaw i sformułowania teorii pola skoncentrowane były przede wszystkim na problemie współzmienniczości teorii. Konsekwentne przeniesienie standardowych idei fizycznych i metod relatywistycznej teorii pola do teorii nierelatywistycznej doprowadziło do nowego zrozumienia teorii galileuszowskiej. Sformułowanie to jest konsekwentnie współzmiennicze względem grupy symetrii czasoprzestrzennych, wolne od wewnętrznych sprzeczności i pozostaje w pełnej korespondencji z teorią relatywistyczną. Stwarza to możliwości konstrukcji, w sposób konsystentny, mechaniki relatywistycznej. Podstawą formalizmu jest zastosowanie do opisu zjawisk fizycznych pięci owymi arowej rozmaitości, w której pojęcie masy nabiera nowego charakteru i staje się charakterystyką układu fizycznego bezpośrednio związaną z energią i pędem. Umożliwia to rozwiązanie problemu transformacji wszystkich wielkości fizycznych, w szczególności energii całkowitej. Sformułowano całkowicie nowe podejście do relacji materiałowych stanowiących związki o podstawowym znaczeniu, równoprawne z równaniami pola. Pozwoliło to m.in. na nową, pełniejszą analizę wzajemnej relacji pomiędzy klasyczną i kwantową mechaniką. 9

25 Grup* tematyczna II.3.. Koordynacja IFJ. fizyki jądrowej. Kierownik grupys Prof.dr neto. J. Styczeń - IFJ. Temat.3..0.: Rozwój metod i aparatury spektroskopii jądrowej oraz systemu akwizycji i opracowanie danych eksperymentalnych Celem zlecenia 0250 było stworzenie zaplecza technicznego na. prowadzenie badań naukowych, głównie dla zlecenia 0234.). Aparatura i oprogramowani,* stworzone przy realizacji zadania były opisane w pracach dotyczących eksperymentów wykonywanych w ramach zlecenia Dodatkowo opublikowano 7 prac poświęconych aparaturze i metodyce eksperymentu, w tym 4 prace opublikowano w recenzowanych czasopismach o zasięgu międzynarodowym, 5 prac referowano na międzynarodowych konferencjach i 8 prac umieszczono w raportach technicznych i instytutowych. Realizując zadanie uruchomiono i oprogramowano dwa systemy akwizycji danych, uruchomiono i oprogramowano centrum obliczeniowe dla opracowywania danych z eksperymentów prowadzonych w IFJ i danych przywożonych z eksperymentów wykonywanych za granicą. Współuczestniczono w rozbudowie aparatury i oprogramowania w 2 ośrodkach badawczych w kraju i za granicą. Do szczególnych osiągnięć, poza umożliwieniem pracy naukowej w temacie 0230, należą: uruchomienie stanowisk pomiarowych dla analizy "gorących cząstek" (hot spots) rozsianych po Polsce w wyniku awarii czarnobyłskiej, analiza pomiarów i wyciągnięcie wniosków tyczących pracy reaktora w Czarnobylu, - uruchomienie stanowiska do produkcji i regeneracji germanowych detektorów promieniowania gamma. Rozbudowa stanowiska jeszcze nie została zakończona, ale pierwsze detektory juz zostały wyprodukowane, opracowanie metodyki pomiaru śladowych z&iat uosei rtęci we krwi (na poziomie ppb) poprzez neutronową analizę aktywacyjną. 20

26 PODPROGRAH III. BADANIE FAZY SKONDENSOWANEJ MATERII METODAMI FLZYKI JĄDROWEJ. Grupa tematyczna III... - Koordynacja IFJ. Kierownik grupy: Proł.dr A. Mrynkiemcz - IFJ. Grupa tematyczna obejmuje badania mikrostruktury i mikrodynamiki fazy skondensowanej materii metodami spektroskopii jądrowej. Do stosowanych metod należą: zaburzone korelacje kierunków promieniowania gamma (PAC), spektroskopia mossbauerowska <SM), anihilacja pozytonów (AP), fcanałowanie - cząstek naładowanych i wsteczne rozproszenie rutherfordówskie <RBS). Oprócz tego prowadzone były prace stosowane: - analiza zawartości pierwiastków śladowych и różnych materiałach poprzez wzbudzanie emisji charakterystycznego promieniowania X przy pomocy wiązki protonów <PIXE> i promieniowania synchrotronowego (SRIXE) oraz przez wzbudzanie promieniowania gamma w wyniku reakcji jądrowych wywoływanych przez wiązkę protonów (PIGE); - poprawa własności warstw powierzchniowych materiałów technicznych przez implantację jonów różnych pierwiastków. Część wyników otrzymano we współpracy z Brookhaven National Laboratory oraz z Instytutami w Uppsali, Leuven, Getyndze, Karlsruhe, Miinster i fetrasbourgu. W latach prace wykonane w ramach grupy tematycznej III.. zaowocowały ok. 30 publikacjami w recenzowanych czasopismach o międzynarodowym zasięgu i ok. 50 doniesieniami na konferencjach krajowych i międzynarodowych. W zakresie prac stosowanych wywiązano się z ок. 4О zleceń zewnętrznych. Przykładami badań, które doprowadziły do najciekawszych i najważniejszych wyników są:. Prowadzone od szeregu lat badania metodami PAC i Sil oddziaływań między domieszkami w rozcieńczonych stopach trójskładnikowych doprowadziły m.in. do stwierdzenia oddziaływania odpychającego i do wyznaczenie dodatnich enąrgii wiązania domieszek w układach PdAg(In) i NiRh(In). Pokazano, fe zastosowanie anihilacji pozytonów może również dostarczyć informacji o oddziaływaniach oiiędzy domieszkami w rozcieńczonych stopach, a także o oddziaływaniach między domieszkami i wakansami (przykład stopu PbSb). 2. Zbadano kinetykę powstawania związków międzymetalicznych na styku osadzanych elektrolitycznie cienkich varstw In-Ag i In-Pd. Wyznaczono zależność temperaturową gradientów pól elektrycznych w powstających związkach. 2