KIEROWNIK ZADANIA: dr Jan Woźniak

WSPÓŁPRACOWNICY:
           M.Filipowicz - ZGJ
oraz współpracownicy z:
           ZPE WFITJ AGH;
           IFJ im. H.Niewodniczańskiego w Krakowie;
           ZIBJ Dubna, Rosja;
           Physics Institute, University of Fribourg, Szwajcaria
           Meson Facility TRIUMF, Vancouver, Kanada;
           High Current Electronics Institute, Tomsk, Rosja;
           Paul Scherrer Institute, Szwajcaria
           Meson Facility Triumf, Vancouver, Kanada

FINANSOWANIE:
działalność statutowa, dotacja KBN do współpracy międzynarodowej, grant Pełnomocnika PAA w ZIBJ Dubna, środki instytucji współpracujących

OPIS PRAC.
W roku 2001 kontynuowano we współpracy z w.w. ośrodkami prace w zakresie fizyki atomów mionowych, dotyczące w szczególności rozpraszania atomów dμ, tμ i pμ w zestalonych mieszaninach izotopów wodoru oraz badania syntezy jądrowej w molekułach μd³He. Kontynuowane były także badania syntezy lekkich jąder przy małych energiach zderzeń (E < ~ keV) przy wykorzystaniu techniki Z-pinch'u. Prace zespołu w tej tematyce zostały wyróznione pierwszą nagrodą ZIBJ za osiągnięcia naukowę w roku 2001 (zał.).
Wyniki prac przedstawiono w publikacjach w czasopismach, preprintach i na konferencjach (materiały w załączeniu).

Oto szczególowa problematyka prac:

• Reakcje syntezy lekkich jąder przy małych energiach zderzeń przy użyciu techniki Z-pinch'u
  Przedmiotem badań była reakcja syntezy dd dla energii zderzeń ~ 2 keV. Dotychczas nie było żadnych danych eksperymentalnych dla energii zderzeń niższych niż 6 keV gdyż ten obszar energii jest praktycznie niedostępny dla tradycyjnej metodyki akceleratorowej. Zastosowana z powodzeniem technika odwrotnego Z-pinch'u (współpraca DUBNA-TOMSK-KRAK/OW) pozwoliła zmierzyć S-factor reakcji, a w konsekwencji wyznaczyć przekrój czynny reakcji ((4.3±2.6)·10^-33 cm² przy energii 1.8 keV). Pomiary były wykonywane na generatorze plazmowym w HCEI, Tomsk (amplituda prądu 1 MA, czas trwania impulsu 70 ns). Rezultaty tych eksperymentów przedstawiono w publikacji [1] i na konferencjach [2,7]. Metodykę odwrotnego Z-pinch'u i pokrewne zagadnienia przedstawiono w preprintach [8,9] i wysłano do publikacji w czasopismach. Przewiduje sie kontynuację badań reakcji syntezy innych lekkich jąder.

• Badania procesów mionowych
  Wyniki badań procesów μ-atomowych uzyskane w ramach o współpracy TRIUMF-DUBNA-FRIBOURG-CRACOW przedstawiono na konferencji μCF01, "Muon Catalyzed Fusion and Related Exotic Atoms", April 22 -26, 2001, Shimoda, Japonia. Dotyczą one rozpraszania atomów mionowych w wodorze: a) rozpraszania atomów pμ w stałym wodorze (stwierdzono silne efekty ciała stałego) i zaobserwowanej silnej emisji zimnych pμ z cienkich warstw zestalonego wodoru w postaci wiązek atomowych [3], b) efektu Ramsauera-Townsenda w rozpraszaniach atomów dμ i tμ na jądrach i molekułach wodoru [4], c) zjawiska rezonansowego rozpraszania atomów dμ, tμ na molekułach izotopów wodoru, istotnego dla tworzenia molekularnych kompleksów i następującej po nim syntezy jądrowej [5]. Prace te będą opublikowane w Hyperfine Interactions.

• Synteza jądrowa w molekułach μd³He
  Celem badań wykonywanych w ramach współpracy FRIBOURG-DUBNA-PSI-CRACOW (projekt R-98-02) jest zbadanie szybkości fuzji jąder deuteru i helu katalizowanej mionami: μd+³He ® p + ⁴He + μ. W pracy [6] przedstawiono wyniki obróbki danych i analizy trzech eksperymentów wykonanych na wiązce mionowej w Paul Scherrer Institute (Szwajcaria).
  

PUBLIKACJE 2001

                             Czasopisma:

1. V. Bystritskii, V. Bystritsky, S. Chaikovsky, M. Filipowicz, V. Grebenyuk, E. Guła, V. Makharin, G. Mesyats, S. Parzhitski, F. Penkov, N. Ratakhin, V. Sinebryukhov, S. Sorokin, V. Stolupin, E. Volkov, J. Woźniak, The astrophysical S-factor for dd-reactions at keV-energy range, Kerntechnik, 66, 1-2 (2001) 42

                              Konferencje:

2. J. Woźniak, Strong interactions between light nuclei at low energies, JINR Coordination Committee Meeting, January 18 - 19, 2001, Dubna; JINR-11-7915, Dubna, 2001

3. V.M. Bystritsky, A. Adamczak, G.A. Beer, M. Filipowicz, M.C. Fujiwara, T.M. Huber, R. Jacot-Guillarmod, P. Kammel, S.K. Kim, P. Knowles, A.R. Kunselma M. Maier, V.E. Markushin, G.M. Marshall, F. Mulhauser, A. Olin, C. Petitjean, T.A. Porcelli, V.A. Stolupin, J. Woźniak, J. Zmeskal, Generation of the Ultracold Muonic Hydrogen Flux, contribution to μCF01, `Muon Catalyzed Fusion and Related Exotic Atoms", Shimoda (Japan), April 2001, to be published in Hyperfine Interactions

4. F. Mulhauser, A. Adamczak, G.A. Beer, V.M. Bystritsky, M. Filipowicz, M.C. Fujiwara, T.M. Huber, R. Jacot-Guillarmod, P. Kammel, S.K. Kim, P. Knowles A.R. Kunselman, M. Maier, V.E. Markushin, G.M. Marshall, F. Mulhauser, A. Olin, C. Petitjean, T.A. Porcelli, V.A. Stolupin, J. Woźniak, J. Zmeskal, Ramsauer-Townsend effect in solid hydrogen, contribution to μCF01, `Muon Catalyzed Fusion and Related Exotic Atoms", in Shimoda (Japan), April 2001, to be published in Hyperfine Interactions

5. M.C. Fujiwara, A. Adamczak, J.M. Bailey, G.A. Beer, J.L. Beveridge, M.P. Faifma T.M. Huber, P. Kammel, S.K. Kim, P.E. Knowles, A.R. Kunselman, V.E. Markushin, G.M. Marshall,C.J. Martoff, G.R. F. Mulhauser, A. Olin, C. Petitjean, T.A. Porcelli, J. Wozniak, and J. Zmeskal, Resonant Scattering of Muonic Hydrogen Atoms and Dynamics of Muonic Molecular Complex, contribution to μCF01, `Muon Catalyzed Fusion and Related Exotic Atoms", in Shimoda (Japan), April 2001, to be published in Hyperfine Interactions; arXiv:nucl-ex//0111019

6. P.E. Knowles, V.F. Boreiko, V.M. Bystritsky, M. Filipowicz, O. Huot, F. Mulhauser, V.N. Pavlov, F. Penkov, C. Petitjean, N.P. Popov, V.G. Sandukovsky, L.A. Schaller, H. Schneuwly, V.A. Stolupin, and J. Woźniak, Experimental search for μd3He fusion, contribution to μCF01, `Muon Catalyzed Fusion and Related Exotic Atoms", in Shimoda (Japan), April 2001, to be published in Hyperfine Interactions

7. V. Bystritsky, G. Dutkin, V. Grebenyuk, B. Nechaev, V. Padalko, S. Parzhitski, F. Penkov, N. Ratakhin, S. Sorokin, V. Stolupin, V. Bystritskii, E. Guła, J. Woźniak, Measurement of the Deuterium Liner Characteristics in the Inverse Z-pinch Configuration, 28-th Int. Conf. on Plasma Science, Las Vegas, 17 -22 June 2001, to be publish in Laser and Plasma Beams

                              Preprinty:

8. V.F. Boreiko, V.M. Bystritsky, V.M. Grebenyuk, A.I. Ivanov, A.I. Kalinin, A.P. Krylov, S.S. Parzhitski, V.M. Slepnev, V.A. Stolupin, J. Woźniak, 3He-detectors in experiments at the powerful pulsed accelerators, JINR Preprint D15-2001-145, Dubna, 2001; submitted to Nuclear Instruments and Methods

9. Vit.M. Bystritskii, V.M. Bystritsky, J. Woźniak, V.M. Grebenyuk, E. Guła, G.N. Dutkin, G.A. Mesyats, B.A. Nechaev, V.N. Padalko, S.S. Parzhitski, F.M. Penkov, N.A. Ratakhin, S.A. Sorokin, V.A. Stolupin, Deiterievyi Lainer i Mnogoparametricheskoe Issledovanie Protsessa Formirovaniya Inversnogo Z-pincha (in russian), JINR Preprint P15-2001-285, Dubna, 2001 submitted to Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki