Atommagok egzotikus bomlásai, állapotai és szimmetriái = Exotic nuclear decays, states and symmetries

Az atommagok egzotikus bomlásait, állapotait és szimmetriáit tanulmányoztuk. Szisztematikusan feltártuk néhány könnyű és nehéz mag lehetséges fürtösödését (klaszterizációját). Ezáltal hozzájárultunk az egzotikus bomlások szerkezeti aspektusának tisztázásához. A vizsgált atommagoknak nem csak az alapállapotát, hanem a szuper- és hiperdeformált állapotait is tanulmányoztuk. A fürtösödés és az egzotikus alak (állapot) kapcsolatát egy igen általános szimmetria, az u.n. kvázidinamikai szimmetria segítségével sikerült megadnunk. E szimmetriafogalom kiépítéséhez magunk is hozzájárultunk. További szimmetriákat is találtunk, amelyek lehetővé teszik két vagy több mag (klaszter-szuperszimmetria), vagy különböző klaszterkonfigurációk (sokcsatornás dinamikai szimmetria) részletes spektrumának egységes leírását. Tanulmányoztuk kvantummechanikai rendszerek fázisátmeneteit, melyek a rendszereket jellemző szimmetria megváltozásának felelnek meg. Megvizsgáltuk a kvantummechanikai leírás kiterjesztésének némely (kvantumalgebrai) aspektusát is. Végül javasoltunk egy olyan osztályozási sémát, amely alkalmas a kvantummechanikai többtest-probléma sokféle szimmetriájának rendszerezésére. | We carried out investigations in order to contribute to our understanding on exotic nuclear decays, states and symmetries. We explored systematically the possible cluster configurations of some light and heavy nuclei. These investigations gave insight into the structural aspects of possible exotic decay modes. Besides the ground state of the selected nuclei, we also considered their superdeformed and hyperdeformed states. The connection between the cluster configurations and exotic states could be established by a rather general symmetry, called quasi-dynamical symmetry. We also contributed to the generalization of this concept. We developed further symmetries as well, that permit unified description of the detailed spectra of two or more nuclei (cluster-supersymmetry), or those of different cluster-configurations (multichannel dynamical symmetry). We studied the phase-transitions of some quantum mechanical systems, which correspond to the change of their characteristic symmetries. Furthermore, we investigated some (quantum-algebraic) aspects of the generalization of the quantum mechanical description. We proposed a framework that can serve for a systematic classification of many different kinds of symmetries of the quantum mechanical many-body problems

Szimmetriák a kvantummechanikai soktestproblémában: általános összefüggések és magfizikai alkalmazások = Symmetries in quantum mechanical many-body problems: general aspects and nuclear physical applications

A kvantummechanikai soktestprobléma szimmetriáinak tanulmányozása során a következő eredményeket értük el. Az alapvető magszerkezetmodellek új összefüggéseire mutattunk rá szimmetriáik alapján, részben a véges hideg kvantumrendszerek fázisaira alapozva. Elméletileg meghatároztuk számos (N=Z=páros) atommag alakizomér állapotait, és az azokat létrehozni képes magreakciókat, egy általunk kifejlesztett, szimmetriákra alapozott módszerrel. Jóslatunkat a legújabb kísérletek két esetben is alátámasztják 28Si szuperdeformált és 36Ar hiperdeformált állapota). Vizsgálatokat végeztünk annak kiderítésére, hogy az elméleti előrejelzések (általában), és a szimmetriák (különösképpen) hogyan mutatkoznak meg a kísérleti adatokban (az izospin, a magtömegek, a rezonanciaparaméterek, a töltéssugár, az energiaspektrum és az elektromágneses átmenetek vonatkozásában). Új szimmetriák új aspektusait tártuk fel mind egyszerű kvantummechanikai problémák, mind a magfizikai soktest-probléma kapcsán. A PT-szimmetriával kapcsolatban tanulmányoztuk a megoldható potenciálok, a spontán sérülés és az effektív tömegek kérdését. Továbbfejlesztettük a magszerkezet (dipólus szabadsági fokának) két összetett szimmetriáját, melyeket korábban magunk vezettünk be: a klaszterállapotok szuperszimmetriáját és a többcsatornás szimmetriát. | In studying the symmetries of the quantum mechanical many-body problem we have obtained the following results. We have found new relations among the fundamental models of nuclear structure via their symmetry properties. A part of this research was carried out within the framework of the phases of finite cold quantum systems. We have determined the shape isomers of several (N=Z=even) nuclei as well as the nuclear reactions which are able to populate them (from a new symmetry-adopted method, invented by us). The latest experiments seem to support our theoretical predictions in two cases (superdeformed state in 28Si, and hyperdeformed state in 36Ar). We have studied how the theoretical predictions (in general) and the symmetris (in particular) show up in the experimental data (concerning the isospin, nuclear mass, resonances, charge radius, energy spectra and electromagnetic transitions). We have revealed new aspects of new symmetries both for simple problems of quantum mechanics and for the nuclear many-body problem. In relation with the PT-symmetry we have studied some solvable potentials, sponateous breaking, and effective masses. We developed further two composite symmetries of the (dipole degree of freedom of the) nuclear structure, which were invented by us beforehand: the supersymmetry of cluster states, and the multichannel dynamical symmetry

Alapvető kölcsönhatások és egzotikus magállapotok vizsgálata lézerekkel és részecske nyalábokkal = Study of fundamental interactions and exotic nuclear states with lasers and particle beams

Az OTKA által támogatott kutatások eredményeként 1 db. MTA doktori értekezés, 1 db. PhD értekezés és 6 db. egyéb értekezés született. Jelentős fejlesztési munkákat végeztünk, amelyek gyakran nagyon időigényesek voltak, de hosszabb távon remélhetőleg meg fognak térülni. Az elért legfontosabb tudományos eredményeink a következők: 1. Kiemelkedő eredménynek tekinthető, hogy elsőként sikerült izoskalár (T=0) típusú proton-neutron párkölcsönhatás, illetve ilyen módon csatolódott nukleonpárokból összeálló pn-kvartett állapotok létére utaló kísérleti adatokat kapni (NATURE publ.). 2. Feloldottuk a 239Pu fűtőanyag kísérleti és elméleti reaktor-hője között régóta fennálló ellentmondást (Phys. Rev. Lett. Publ.). 3. Új hiperdeformált rotációs sávokat és átmeneti állapotokat azonosítottunk az 232U és a 232Pa atommagokban (Phys. Rev C publikációk). 4. A 190Hg atommag szuperdeformált (SD) állapotai tanulmányozásával kimutattuk, hogy az alacsonyabb Coulomb-gát és teljes kötési energia ellenére a két-proton szeparációs energiák az SD állapotokban nagyobbak, mint a normáldeformált (ND) állapotokban (Phys. Rev. Lett. Publ.). 5. Új királis-jelölt sávszerkezetet azonosítottunk a 134Pr atommagban, amelyben ezen kívül számos új forgási sávot találtunk (Phys. Rev. C Publ.). 6. Kísérleti adatokat kaptunk a 234Pa atommag igazi hármas hasadására. 7. Egy új módszert dolgoztunk ki az atommagok neutronbőr-vastagságának pontos meghatározására (beküldve a Phys. Rev. Lett-hez). | As a result of research supported by the OTKA one doctoral thesis (Dr. of the Hung. Acad. of Sci.), one PhD, and six other dissertations were completed. Significant development work has been done as well, which are often very time consuming but hopefully will be recovered in the longer term. The most important scientific results achieved include the following: 1. The experiment on 92Pd has confirmed the existence of a spin-aligned isoscalar (T=0) band of states. Isoscalar proton-neutron pairing and pnpn quartet states formed out of the pn pairs were identified for the first time (published in NATURE). 2. An outstanding result is that a long-standing contradiction between the experimental and theoretical decay heat values of 239Pu in nuclear reactors has been resolved. 3. New hyperdeformed bands have been identified in 232U and in 232Pa. 4. By studying the superdeformed states in 190Hg we demonstrated that two-proton separation energies are higher in the superdeformed state than in the normal state, despite the lower Coulomb barrier and lower total binding energy. 5. New chiral-candidate band and other rotational bands have been identified in 134Pr . 6. We have published experimental results on the genuine ternary fission of 234Pa. 7. A new method has been developed for the precise determination of the neutron-skin thickness of atomic nuclei