KIEROWNIK ZADANIA: dr Jan Woźniak

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

FINANSOWANIE:
działalność statutowa, dotacja KBN do współpracy międzynarodowej

OPIS PRAC.
W roku 1999 kontynuowano, we współpracy z w.w. ośrodkami, badania procesów zachodzących z udziałem mionów w mieszaninach izotopów wodoru oraz badania syntezy jądrowej w molekułach μd³He. Odrębnym kierunkiem były badania syntezy lekkich jąder przy małych energiach zderzeń (E <  keV) przy wykorzystaniu techniki Z-pinchu.
Wyniki prac, ktore zostaly zakończone lub częściowo zakończone, przedstawiono w publikacjach w czasopismach [1, 2], raportach i preprintach [3,4], w 8 doniesieniach konferencyjnych [5-12] oraz w raportach rocznych [13, 14] (materiały w załączeniu). Oto ich szczególowa problematyka:

• Badania procesów mionowych
  W ramach o współpracy FRIBOURG-DUBNA-TRIUMF-CRACOW (eksperyment E742) kontuynuowano badanie procesów mionowych zachodzących w zestalonych mieszaninach wodoru, deuteru i trytu. Opublikowane wyniki prac dotyczą w szczególności: efektu Ramsauera w rozpraszaniu elastycznym atomów mionowych dμ i tμ na jądrach i molekułach wodoru [5], szybkości tworzenia molekuł pdμ [7] i dtμ [8,9] oraz szybkości fuzji w pdμ [7]. Zbadano i objaśniono zaobserwowany po raz pierwszy fakt silnej emisji zimnych pμ z zestalonych warstw wodoru [6], będący przejawem krystalicznej struktury zestalonego w temperaturze 3 K wodoru.
  Finansowanie: badania statutowe, dotacja KBN do współpracy międzynarodowej

• Synteza jądrowa w molekułach μd³He
  W ramach współpracy FRIBOURG-JINR-PSI-MUNCHEN-CRACOW (projekt R-98-02) [13,14] w okresie październik/łistopad 99 wykonano w Paul Scherrer Institute kolejną serię pomiarów szybkości syntezy jądrowej w molekułach μd³He. Uzyskane wyniki prezentowano w doniesieniach konferencyjnych [10,12]. Metodyka pomiarów i sposób interpretacji zostały przedstawione w publikacjach [1,11]. Pokazano,że szybkości syntezy jądrowej w układzie dμHe w stanach J=0,1 (orbitalny moment pędu) oraz efektywnej szybkości przejść pomiędzy tymi stanami (rotacyjne przejście 1-0) mogą być uzyskane ze wspólnej analizy rozkładów czasowych i wydajności produktów reakcji syntezy w dμHe (protony, kwanty g) oraz promieniowania rentgenowskiego 6.85 keV.
  Finansowanie: badania statutowe, dotacja KBN do współpracy międzynarodowej

• Kaskada mionowa w mieszaninie wodorowo-helowej
  Przeprowadzono symulację kaskady mionowej w mieszaninie izotopów wodoru i helu. Otrzymano rozkłady czasowe populacji mionowych atomów wodoru w stanach wzbudzonych. Znaleziono zależność czasową liczby przechwyconych mionów z atomów wodoru na jądra helu. Porównano z danymi eksperymentalnymi obliczone natężenia linii widmowych K promieniowania rentgenowskiego wodoru w funkcji gęstości mieszaniny, wykazując w ten sposób istotną rolę procesów deekscytacji kulombowskiej oraz mieszania starkowskiego dla niskich poziomów n=2,3 [2,3].
  Finansowanie: badania statutowe, dotacja KBN do współpracy międzynarodowej

• Badanie syntezy lekkich jąder przy małych energiach zderzeń przy użyciu techniki Z-pinch'u
  W pracy [4] przedstawiono rezultaty eksperymentów przeprowadzonych w 1999 r. w ramach współpracy DUBNA-TOMSK-KRAK/OW na generatorze plazmowym w HCEI (Tomsk), mających na celu badanie reakcji fuzji d-d przy małych energiach zderzeń (1.8 - 2.3 keV) w oparciu o technikę Z-pinch'u. Pomiary te umożliwiły pomiar astrofizycznego czynnika S (S-factor) w oddziaływaniach dd oraz określenie przekrojów czynnych reakcji syntezy jądrowej dd w tym obszarze energii zderzeń.
  Finansowanie: badania statutowe, dotacja KBN do współpracy międzynarodowej
  

ZAPROSZENI GOŚCIE: V.M. Bystritsky, ZIBJ Dubna, 2 tyg., 1999; F. Mulhauser i P. Knowles i A. Del Rosso, Fribourg University, 1 tydzień, 1999

PUBLIKACJE 1999

                             Czasopisma:

1. V.M. Bystritsky, M. Filipowicz and F.M. Penkov: Method of investigation of nuclear reactions in charge-nonsymmetrical muonic complexes, Nuclear Instruments and Methods, A432 (1999) 188

2. V.M. Bystritsky, W. Czapliński, M. Filipowicz, E. Guła and N. Popov: Muonic atom cascade processes in the mixture of hydrogen and helium isotopes, Kerntechnik, 64 (1999) 293

                              Preprinty, raporty:

3. V.M. Bystritsky, W. Czapliński, M. Filipowicz, E. Guła and N. Popov: Time-evolution of cascade processes of muonic atoms in hydrogen-helium mixtures, JINR Report E15-99-149, Dubna, 1999 (to be apear in European Physical Journal D, 8 (2000))

4. V.M. Bystritsky, V.M. Grebenyuk, S.S. Parzhitskii, F.M. Penkov, V.A. Stolupin, G.A. Mesyats, S.A. Chaikovsky, A.V. Luchinsky, V.I. Makharin, N. Ratakhin, V.A. Sinebryukhov, S.A. Sorokin, E.N. Volkov, Vit.M. Bystritskii, M. Filipowicz, J. Woźniak, E. Guła, : The astrophysical S-factor for the dd-reaction at ultralow energies, JINR Preprint D15-99-163, Dubna, 1999

                              Konferencje:

5. 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.E. Knowles, A.R. Kunselman, M. Maier, V.E. Markushin, G.M. Marshall, A. Olin, C. Petitjean, T.A. Porcelli, V.A. Stolupin, J. Woźniak, and J. Zmeskal: Scattering of Muonic Hydrogen Atoms, Proc. Int. Symp. EXAT98; Hyperfine Interactions, 119 (1999) 35

6. J. Woźniak, 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.E. Knowles, A.R. Kunselman, M. Maier, V.E. Markushin, G.M. Marshall, F. Mulhauser, A. Olin, C. Petitjean, T.A. Porcelli, V.A. Stolupin, and J. Zmeskal: New effects in low energy scattering of pμ atoms in solid hydrogen, Proc. Int. Symp. EXAT98; Hyperfine Interactions, 119 (1999) 63

7. A. Olin, 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.E. Knowles, A.R. Kunselman, M. Maier, V.E. Markushin, G.M. Marshall, F. Mulhauser, C. Petitjean, T.A. Porcelli, V.A. Stolupin, J. Woźniak, and J. Zmeskal: Study of μ-catalyzed fusion in H-D mixtures, Proc. Int. Symp. EXAT98; Hyperfine Interactions, 118 (1999) 163

8. T.M. Huber, A. Adamczak, J.M. Bailey, G.A. Beer, J.L. Beveridge, B.P. Ellerbush, M.C. Fujiwara, R. Jacot-Guillarmod, P. Kammel, S.K. Kim, P.E. Knowles, A.R. Kunselman, G.L. Lindquist, M. Maier, V.E. Markushin, G.M. Marshall, C.J. Martoff, G.R. Mason, F. Mulhauser, A. Olin, C. Petitjean, T.A. Porcelli, J. Woźniak, and J. Zmeskal: Time-of-flight studies of emission of μt from frozen hydrogen films, Proc. Int. Symp. EXAT98; Hyperfine Interactions, 118 (1999) 159

9. M.C. Fujiwara, A. Adamczak, J.M. Bailey, G.A. Beer, J.L. Beveridge, T.M. Huber, R. Jacot-Guillarmod, P. Kammel, S.K. Kim, P.E. Knowles, A.R. Kunselman, M. Maier, V.E. Markushin, G.M. Marshall, C.J. Martoff, G.R. Mason, F. Mulhauser, A. Olin, C. Petitjean, T.A. Porcelli, J. Woźniak, and J. Zmeskal: Time-of-flight studies of resonant muonic molecular formation in μt + D₂, Proc. Int. Symp. EXAT98; Hyperfine Interactions, 118 (1999) 151

10. A. Del Rosso, V.M. Boreiko, V.M. Bystritsky, M. Filipowicz, R. Jacot-Guillarmod, P.E. Knowles, F. Mulhauser, V.N. Pavlov, C. Petitjean, N.P. Popov, V.G. Sandukovsky, L.A. Schaller, H. Schneuwly, V.A. Stolupin, Y.-A. Thalmann, S. Tresh and J. Woźniak Measurement of the fusion rate in μd³He, Proc. Int. Symp. EXAT98; Hyperfine Interactions, 118 (1999) 177

11. V.M. Bystritsky, M. Filipowicz and F.M. Penkov: Medium density variation as a method for investigating properties of mesomolecular resonances, Proc. Int. Symp. EXAT98; Hyperfine Interactions, 119 (1999) 369

12. A. Del Rosso, M. Augsburger, C. Donche-Gay, O. Huot, P.E. Knowles, F. Mulhauser, L.A. Schaller, H. Schneuwly, V.M. Boreiko, V.M. Bystritsky, V.N. Pavlov, F.M. Penkov, V.G. Sandukovsky, V.A. Stolupin, C. Petitjean, W. Czapliński, M. Filipowicz, J. Woźniak, N.P. Popov, Nuclear fusion in μd³He molecules at  32 K, PANIC 99, XVth Particles And Nuclei International Conference, Uppsala, Sweden, June 10-16, 1999

                               Nieopublikowane:

13. A. Del Rosso, M. Augsburger, V.M. Boreiko, V.M. Bystritsky, W. Czapliński, C. Donche-Gay, M. Filipowicz, O. Huot, P.E. Knowles, F. Mulhauser, V.N. Pavlov, F.M. Penkov, C. Petitjean, N.P. Popov, V.G. Sandukovsky, L.A. Schaller, H. Schneuwly, V.A. Stolupin, J. Woźniak Measuring μd³He Fusion, submitted to PSI Nucl. Part. Phys. Newsletter

14. A. Del Rosso, M. Augsburger, C. Donche-Gay, O. Huot, P.E. Knowles, F. Mulhauser, L.A. Schaller, H. Schneuwely, V.M. Boreiko, V.M. Bystritsky, V.N. Pavlov, F.M. Penkov, V.G. Sandukovsky, V.A. Stolupin, C. Petitjean, W. Czapliński, M. Filipowicz and J. Woźniak Progress report for PSI experiment R-98-02: Measuring μd³He fusion, Paul Scherrer Institute, Villigen, 1999