KIEROWNIK ZADANIA: dr Jan Woźniak

WSPÓŁPRACA:
           ZPE WFITJ AGH;
           IFJ im. H.Niewodniczańskiego w Krakowie;
           ZIBJ Dubna, Rosja;
           Physics Institute, University of Fribourg, Szwajcaria

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

OPIS PRAC.
W roku 2005 kontynuowano we współpracy z w.w. ośrodkami prace w zakresie fizyki atomów i molekuł mionowych, dotyczące m.in. reakcji jądrowych (synteza jąder katalizowana mionami) oraz procesów μ-atomowych i μ-molekularnych zachodzących w mieszaninach izotopów wodoru, deuteru i helu. Kontynuowane były także prace dotyczące syntezy lekkich jąder przy małych energiach zderzeń (E < ~ keV) przy wykorzystaniu techniki Z-pinch'u.
Wyniki prac przedstawiono w publikacjach w czasopismach, preprintach i na wystąpieniach konferencyjnych (materiały w załączeniu).
Oto szczególowa problematyka prac:

Reakcje z udziałem atomów mionowych

• Celem badań wykonywanych w ramach współpracy FRIBOURG-DUBNA-PSI-CRACOW (eksperyment R-98-02//Paul Scherrer Institute) był pomiar podstawowych charakterystyk procesów μ-atomowych i μ-molekularnych zachodzących w gazowym helu i w mieszaninach hel-deuter. Analiza danych doświadczalnych umożliwiła m.in. wyznaczenie intensywności linii promieniowania rentgenowskiego dla serii K w atomach mionowych helu-3 i helu-4, prawdopodobieństwo radiacyjnego rozpadu molekuł dμ³He, stosunek zdolności spowalniania mionów w helu i deuterze, i tzw. parametr q_1s dla deuteru, czyli prawdopodobieństwo osiągnięcia przez utworzony w wychwycie atomowym wzbudzony atom dμ stanu podstawowego. Wyniki pracy opublikowano w Physical Review A [1].
• Analiza danych tego samego eksperymentu umożliwiła także wyznaczenie po raz pierwszy szybkości reakcji syntezy jądrowej katalizowanej mionami (μd³He → a+ p +μ) w μ-molekułach deuterowo-heloweych dμ³He. Rezultaty tych badań (preprint ZIBJ [5]) będą opublikowane (praca przyjęta do druku) w European Physical Journal D.
• W eksperymencie E734 wykonywanym w ramach współpracy TRIUMF-DUBNA-FRIBOURG-CRACOW (rozpraszanie μ-atomów w sieci krystalicznej zestalonego wodorze) zastosowano do opracowania wyników eksperymentu specjalnie opracowaną oryginalną metodę fitowania funkcji teoretycznych generowanych techniką Monte Carlo do danych doświadczalnych. Opis i przykłady stosowania tej metody zawiera publikacja w Nuclear Instruments and Methods A [2].

• Eksperymenty prowadzone w ramach współpracy DUBNA-TOMSK-KRAK/OW dotyczą pomiarów przekrojów czynnych reakcji syntezy lekkich jąder w oparciu o technikę Z-pinch'u. W odróznieniu od technik tradycyjnych, umożliwia ona poprzez wykorzystanie impulsowych, wysokoprądowych generatorów plazmy, pomiary przekrojów czynnych dla niskich energii zderzeń ( ~ keV), gdzie przekroje czynne syntezy sa małe ( < 10^-32 cm²). Aktualnie przedmiotem badań są reakcje  p+d→³He+γ (5.5 MeV)  oraz   d+d→ ³He+n. W dalszym ciągu rozwijana jest i doskonalona technika odwrotnego Z-pinch'u, zarówno pod kątem metodyki pomiarowej, jak i analizy eksperymentów. Przygotowywane są badania przy użyciu nowego generatora z hallowskim źródłem jonów. Praca jest kontunuowana. Bieżące rezultaty pomiarów przkrojów czynnych, astrofizycznych S-faktorów oraz zagadnienia metodyki badań opublikowano w czasopismach Physics of Atomic Nuclei (Yadernaya Fizika) [3], Plasma Physics Reports [4], Instruments and Experimental Techniques [5], w materiałach konferencji "BEAMS'2004" [7] oraz na konferencji "ICOPS'2005" [8].
  

PUBLIKACJE 2005

                             Czasopisma:

1. V.M. Bystritsky, V.F. Boreiko, W. Czaplinski, M. Filipowicz, V.V. Gerasimov, O. Huot, P.E. Knowles, F. Mulhauser, V.N. Pavlov, N.P. Popov, L.A. Schaller, H. Schneuwly, V.G. Sandukovsky, V.A. Stolupin, V.P. Volnykh, and J. Wozniak, Experimental study of μ-atomic and μ-molecular processes in pure helium and deuterium-helium mixtures, Phys. Rev. A 71 (2005) 032723

2. M. Filipowicz, V.M. Bystritsky, P.E. Knowles, F. Mulhauser, J. Wozniak, Method of Monte Carlo grid for data analysis, Nucl. Instr. Meth. A 547 (2005) 652-662

3. V.M. Bystritsky, Vit.M. Bystritskii, G.N. Dudkin, V.V. Gerasimov, A.R. Krylov, G.A. Mesyats, B.A. Nechaev, V.N. Padalko, S.S. Parzhitski, F.M. Penkov, N.A. Ratakhin, J. Wozniak, Study of the pd reaction at ultralow energies using hydrogen liner plasma, Physics of Atomic Nuclei, 68, 11 (2005) 1777-86 (english translation from Yadernaya Fizika, 68, 11 (2005) 1-11)

4. G.N. Dudkin, B.A. Nechaev, V.N. Padalko, V.M. Bystritsky, V.V. Gerasimov, R.V. Kublikov, S.S. Parzhitski, V.A. Stolupin, J. Wozniak, V.I. Veretelnik, E.G. Furman, Neutron Emission Generated in the Collision of Plasma Flows in the Presence of an External Magnetic Field, Plasma Physics Reports, 31, 12 (2005) 1039 (english translation from Fizika Plazmy 31, 12 (2005) 1)

5. V.M. Bystritsky, J. Wozniak, V.V. Gerasimov, G.N. Dudkin, R.V. Kublikov, B.A. Nechaev, V.M. Padalko, S.S. Parzhitskii and V.S. Smirnov, Scintillation detectors for Experiments on Plasma Accelerators, Instruments and Experimental Techniques, 48, 6 (2005) 764-771 (english translation from Pribory i Technika Eksperimenta, 6 (2005) 69-77)

                              Preprinty, prace w druku:

6. V.M. Bystritsky, M. Filipowicz, V.V. Gerasimov, P.E. Knowles, F. Mulhauser, N.P. Popov, V.P. Volnykh, and J. Wozniak, Study of the nuclear fusion in muonic d-mu-3He complex, JINR Preprint E15-2005-91, Dubna, 2005, accepted for publication in European Physical Journal D

                              Conferencens, Proceedings:

7. V.M. Bystritsky, Vit.M. Bystritskii, J. Wozniak, V.V. Gerasimov, G.N. Dudkin, A.R. Krylov, G.A. Mesyats, B.A. Nechaev, V.N. Padalko, S.S. Parzhitski, F.M. Penkov, N.A. Ratakhin, S.A. Sorokin, V.A. Stolupin, Dynamics of Hydrogen Liner Formation in the Inverse Z-pinch Configuration at the MIG Accelerator. First results of pd-reaction study., Eds. V.Engelko, G.Mesyats and V.Smirnov, Proceedings of the 15-th Int. Conf. on High-Power Particle Beams (BEAMS'2004), July 18-23, 2004, St. Petersburg, pp. 718-721, St. Petersburg, Russia, 2005

8. G.N. Dudkin, B.A. Nechaev, V.N. Padalko, V.M. Bystritsky, R.V. Kublikov, Vit.M. Bystritskii, J. Wozniak, Generation and interaction of counter streaming plasma flows across B-field, 32-nd Int. Conf. on Plasma Science (ICOPS'205), 18 - 23 June 2005, Monterey, California, USA