Properties of heavy quarkonia and B_c mesons in the relativistic quark model

The mass spectra and electromagnetic decay rates of charmonium, bottomonium and B_c mesons are comprehensively investigated in the relativistic quark model. The presence of only heavy quarks allows the expansion in powers of their velocities. All relativistic corrections of order v^2/c^2, including retardation effects and one-loop radiative corrections, are systematically taken into account in the computations of the mass spectra. The obtained wave functions are used for the calculation of radiative magnetic dipole (M1) and electric dipole (E1) transitions. It is found that relativistic effects play a substantial role. Their account and the proper choice of the Lorentz structure of the quark-antiquark interaction in a meson is crucial for bringing theoretical predictions in accord with experimental data. A detailed comparison of the calculated decay rates and branching fractions with available experimental data for radiative decays of charmonium and bottomonium is presented. The possibilities to observe the currently missing spin-singlet S and P states as well as D states in bottomonium are discussed. The results for B_c masses and decays are compared with other quark model predictions.Comment: 31 pages, 2 figures, minor correction

Radiation destruction and internal friction in silicon single crystals

The study of radiation defects in silicon single crystals of different orientation is carried out by means of methods of internal friction (IF) and electrical resistance. At the mechanical damping measurement a strategy of low-frequency flexible oscillations (f ~ 5 Hz) was used during the process of irradiation with α-particles. The descending curves and anomalous inverted hysteresis effect of IF versus amplitude of cyclic deformation were observed. The results were explained by the processes of ionization by induced infra-red radiation and charged dislocation-point defects association interaction.Методом внутрішнього тертя та електричного опору вивчене утворення радіаційних дефектів в монокристалах кремнію різної орієнтації. При механічному дослідженні застосовували метод низькочастотного (f~5 Гц) пружного впливу на зразки, що опромінювалися α-частками. Були виявлені спадаючі криві й аномальний інвертований ефект гістерезису зворотної амплітуди циклічної деформації. Результати можна пояснити процесами взаємодії інфрачервоних променів із зарядженими дислокаційноточковими асоціатами.Методом внутреннего трения и электрического сопротивления изучено образование радиационных дефектов в монокристаллах кремния различной ориентации. При механическом исследовании применяли метод низкочастотного (f~5 Гц) упругого воздействия на образцы, облучаемые α-частицами. Были обнаружены убывающие кривые и аномальный инвертированный эффект гистерезиса обратной амплитуды циклической деформации. Результаты можно объяснить процессами взаимодействия инфракрасных лучей с заряженными дислокационно-точечными ассоциатами

Development, optimization and improvement of ZnSe crystal surfaces mechanical and chemical treatment and washing methods

The process of cutting, mechanical and chemical treatment of the undoped and doped ZnSe crystal surface has been studied. The chemical interaction of zinc selenide surface with bromine emerging solutions of H₂O₂ – HBr and H₂O₂ – HBr – organic solvent has been studied. The surface states after chemical etching have been investigated using electron, metallographic and atomic force microscopy, and it was shown that the surface state is improved after chemical etching. Etchant selection to develop slow polishing compositions for chemical-mechanical polishing of investigated materials has been made. Efficient methods for washing samples solutions have been developed after different types of ZnSe surface treatment: cutting of the crystal, mechanical surface treatment, chemical removing the surface damaged layer

Properties uniformity studies for scintillation elements of 1D- and 2D-matrices on the basis of crystals ZnSe(Te), CdWO₄, CsI(Tl), Bi₃Ge₄O₁₂

Results are presented on parameters of light output and uniformity of scintillation properties of 1D and 2D-matrices for different conditions of their preparation. It has been shown that with grinded scintillators based on ZnSe(Te) and CdWO₄ light output is higher as compared with the polished ones. Energy resolution and light output have been measured for 2D-scintillators on the basis of CdWO₄, CsI(Tl), ZnSe(Te) for γ-radiation and α-particles from ²³⁵Pu. Advantages of 2D-scintillators over monolithic scintillators are shown.Представлено результати досліджень параметрів світлового виходу й однорідності сцинтиляційних властивостей 1D- і 2D-матриць у залежності від умов їх виготовлення. Показано збільшення світлового виходу шліфованих сцинтиляторів на основі ZnSe(Te) і CdWO₄ щодо полірованих елементів. Досліджено енергетичне розділення та світловий вихід 2D-сцинтиляторів на основі ZnSe(Te) для α--часток ²³⁵Pu. Показано перевагу 2D-сцинтиляторів у порівнянні з монолітними сцинтиляторами.Представлены результаты исследований параметров светового выхода и однородности сцинтилляционных свойств 1D- и 2D-матриц в зависимости от условий их изготовления. Показано увеличение световыхода шлифованных сцинтилляторов на основе ZnSe(Te) и CdWO₄ относительно полированных элементов. Исследовано энергетическое разрешение и световыход 2D-сцинтилляторов на основе ZnSe(Te) для α-частиц ²³⁵Pu. Показано преимущество 2D-сцинтилляторов по сравнению с монолитными сцинтилляторами

Effect of oxygen on some reactions of ZnSe crystal surface interaction with H₂O vapors, CO₂, and CO

Effect of oxygen on some interaction reactions of ZnSe crystal surface with water vapors, CO₂, and CO which result in release of hydrogen, and also carbon from a surface of crystals is discussed. Temperature dependences of equilibrium constants are calculated. It is found that participation of oxygen into the viewed processes of interacting results in sharp increase of probability and intensity of their actual behavior. It was shown that the essential contribution to these processes can be made by presence of antropogenic admixtures in air (water, hydrocarbons, CO₂, CO, engine exhaust fumes, etc.) which plays a critical part in pollution of ZnSe crystals surface by carbon

Microhardness and brittle strength of ZnSe₍₁₋ₓ₎Teₓ crystals grown from melt

Mechanical properties of ZnSe₍₁₋ₓ₎Teₓ solid solutions (0 < CTe < 1.3 mass % ) have been studied using indentation method in two modes (indenting and scratching). The breaking limits for doped and undoped crystals have been measured by uniaxial compression. For the crystals where the dopant concentration CTe≈0.3 %, the microhardness anisotropy coefficient is equal to unity. This can be explained by disappearance of stacking defects in the crystals at the mentioned tellurium concentration due to favorable conditions for the sphalerite structure in the solid solution. As the Te concentration in the solid solution varies within the 0.2 to 1.3 % range, the crystal microhardness has been shown to increase linearly by 23 %. The fact has been confirmed by measuring the brittle fracture limit for Te doped and undoped ZnSe crystals. The fact can be explained by local distortions of ZnSe lattice due to Te atoms present and by the dislocation mobility decrease associated thereto, the combination of both factors results in the material strengthening. Effect of heat treatment and the block boundaries on the strength limit and cracking resistance of ZnSe₍₁₋ₓ₎Teₓ crystals has been established that is of importance when the material is subjected to machining

Preparation of high-purity charge for growth of Cd₁₋ₓ ZnₓTe crystals

Possibilities have been studied to prepare high-purity charge for growth of Cd₁₋ₓ ZnₓTe crystals of high perfection and spectrometric quality. Studies have been carried out of deep purification of Cd, Zn and Te using the installation developed by us, which comprised a rotating container of optical quartz, by distillation and recrystallization. This installation is polyfunctional, allowing distillation, zone purification, recrystallization in horizontal (at a small angle) or vertical direction. It has been shown that horizontal zone purification is efficient for most admixtures, with exception of carbon. For carbon removal from Cd, Zn and Te, a vertical variant of zone purification was additionally used, which allowed reduction in carbon content from 10⁻³ to -10⁻⁶ %.Работа посвящена исследованию возможности получения высокочистой шихты для выращивания кристаллов Cd₁₋ₓ ZnₓTe высокого структурного совершенства и спектрометрического качества. Приведены результаты изучения процессов глубокой очистки Cd, Zn и Te при использовании разработанной нами установки с вращающимся контейнером из оптического кварца путем их дистилляции и перекристаллизации. Эта установка является многофункциональной и позволяет проводить дистилляцию, зонную очистку, перекристаллизацию как в горизонтальном (под небольшим углом), так и в вертикальном направлениях. Показано, что горизонтальная зонная очистка является эффективной для большинства примесей, за исключением углерода. Для очистки Cd, Zn и Te от примеси углерода дополнительно использован вертикальный вариант зонной очистки, который позволил снизить содержание углерода с с 10⁻³ до -10⁻⁶ %Робота присвячена досліджєнню можливості одержання шихти високої чистоти для вирощування структурно досконалих кристалів Cd₁₋ₓ ZnₓTe спектрометричної якості. Приведено результати вивчення процесів глибокого очищення Cd, Zn та Te при використанні розробленої нами установки з обертовим контейнером із оптичного кварцу шляхом їх дистиляції і перекристалізації. Ця установка є багатофункціональною і дозволяє проводити дистиляцію, зонну очистку, перекристалізацію як у горизонтальному (під невеликим кутом), так і у вертикальному напрямках. Показано, що горизонтальна зонна очистка є ефективною для більшості домішок, за винятком вуглецю. Для очищення Cd, Zn та Te від домішки вуглецю додатково використаний вертикальний варіант зонної очистки, що дозволив знизити вміст вуглецю з 10⁻³ до -10⁻⁶ %