KIEROWNIK ZADANIA: dr Jan Woźniak

WSPÓŁPRACA:
           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

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

OPIS PRAC.
W roku 2002 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. Rozpoczęto również analizę danych doświadczalnych uzyskanych w eksperymencie R-98-02 (PSI) pod kątem badania wychwytu mionów przez jądra ³He.
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 kontynuowanych badań była reakcja syntezy dd dla energii zderzeń niższych niż 6 keV, t.j. w obszarze energii praktycznie niedostępnym dla tradycyjnej metodyki akceleratorowej z uwagi na małe przekroje czynne reakcji. Praca była wykonywana we współpracy DUBNA-TOMSK-KRAK/OW przy wykorzystaniu plazmowej techniki Z-pinchu, w oparciu o wysokoprądowy generator jonów w High Current Electronics Institute, Tomsk (amplituda prądu 1 MA, czas trwania impulsu 70 ns). W dalszym ciągu rozwijano metodę odwrotnego Z-pinch'u zarówno pod kątem metodyki pomiarowej, jak i analizy eksperymentów (publikacje [1,2,3]). Wyniki pomiarów astrofizycznego S-factor'a i przekroju czynnego reakcji reakcji dla energii zderzeń 3.7 eV (S = 52.8 keV·barn, σ = 1.3·10^-30 cm²) przedstawiono w preprincie [9] i przesłano do publikacji w Yadernaya Fizika. Rozpoczęto także analogiczne badania dla reakcji syntezy pd. Praca będzie kontynuowana.

• Badania reakcji z udziałem atomów mionowych
  Kontynuowano badania procesów μ-atomowych uzyskane w ramach współpracy TRIUMF-DUBNA-FRIBOURG-CRACOW. Dotyczą one rozpraszania atomów mionowych w stałym wodorze.
  Końcowe wyniki analizy danych eksperymentalnych dotczących rozpraszania atomów pμ w stałym wodorze (stwierdzono znaczny wpływ struktury zestalonego wodoru, objawiający się w silnej emisji zimnych pμ z cienkich warstw zestalonego wodoru w postaci wiązek atomowych) przedstawiono w preprincie [8] i wysłano do publikacji w Phys. Rev. A. Kontynuowane są również badania dotyczące efektu Ramsauera-Townsenda w zderzeniach dμ+p i tμ+p.

• Synteza jądrowa w molekułach μd³He
  Celem badań wykonywanych w ramach współpracy FRIBOURG-DUBNA-PSI-CRACOW (eksperyment R-98-02//PSI) jest zbadanie szybkości fuzji jąder deuteru i helu katalizowanej mionami: μd+³He → p+ ⁴He + μ. Prace w celu uzyskania ostatecznych rezultatów z trzech eksperymentów wykonanych na wiązce mionowej w Paul Scherrer Institute są jeszcze w toku. Rozpoczęto również analizę danych doświadczalnych uzyskanych w tych eksperymentach, pod kątem badania wychwytu mionów przez jądra μd³He w reakcjach: μ^-+³He  → p+n+n + n_μ,   μ^-+³He  → d+n + n_μ.
  

PUBLIKACJE 2002

                             Czasopisma:

1. 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, Nucl. Instr. Meth. A, 490 (2002) 344

2. Vit.M. Bystritskii, Vyach.M. Bystritsky, J.Woźniak, V.M. Grebenyuk, E. Gula, G.N. Dudkin, G.A. Mesyats, B.A. Nechaev, V.N. Padalko, S.S. Parzhitski, F.M. Penkov, N.A. Ratakhin, S.A. Sorokin, V.A. Stolupin, Deuterium Liner and Multiparametric Studies of the Formation of an Inverse Z-Pinch, Technical Physics, 47, 9 (2002) 1098 [english transl. from Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki 72, 9 (2002) 29

                              Materiały konferencyjne:

3. V. Bystritsky, V. Grebenyuk, S. Parzhitski, F. Penkov, V. Stolupin, G. Dudkin, B. Nechaev, V. Padalko, E. Gula, J.Woźniak, V. Bystritskii, Measurement of the Deuterium Liner Characteristics in the Inverse Z-pinch Configuration, in: Proc. of the 28th Int. Conf. on Plasma Science and the 13th IEEE Int. Pulsed Power Conf, Las Vegas, June 17-22, 2001, IEEE catalog Number 01CH37251, ISBN: 0-7803-7120-8, vol. 2, p. 1031-1034, 2002

   Następujące pozycje (4 - 7) ukazały się w III kwartale 2002r (z datą roku 2001 !) w 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, Hyperfine Interactions, 138, 1-4 (2001) 41

5. 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, Hyperfine Interactions, 138, 1-4 (2001) 47

6. 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. Woźniak, and J. Zmeskal, Resonant Scattering of Muonic Hydrogen Atoms and Dynamics of Muonic Molecular Complex, Hyperfine Interactions, 138, 1-4 (2001) 245

7. 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, Hyperfine Interactions, 138, 1-4 (2001) 289

                              Preprinty:

8. J. Woźniak, A. Adamczak, G.A. Beer, V.M. Bystritsky, M. Filipowicz, M.C. Fujiwara, T.M. Huber, O. Huot, R. Jacot-Guillarmod, P. Kammel, P.E. Knowles, A.R. Kunselman, G.M. Marshall, F. Mulhauser, A. Olin, C. Petitjean, T.A. Porcelli, L.A. Schaller, V.A. Stolupin and J. Zmeskal, Scattering of pμ muonic atoms in solid hydrogen, Preprint arXiv:nucl-ex////0212005, 2002; submitted to Phys. Rev. A

9. Vit.M. Bystritskii, Vyach.M. Bystritsky, V.V. Gerasimov, A.R. Krylov, S.S. Parzhitski, F.M. Penkov, V.A. Stolupin, O.M. Shvyryaev, G.N. Dutkin, B.A. Nechaev, V.N. Padalko, J. Woźniak, G.A. Mesyats, Vit.M. Bystritskii, V.I. Makhrin, N.A. Ratakhin, Measurement of the Astrophysical S-Factor for dd Reaction at Ultralow Deuteron Collision Energies Using Inverse Z-Pinch, JINR Preprint D15-2002-200, Dubna, 2002; submitted to Yadernaya Fizika