SUPPLEMENT0 ]):EL N U O V O

AL

VOLUM:E

XI,

SERI:E

2, 1 9 5 9 1° T r i m e s t r e

X

N.

CIMENTO

Le reazioni

Iotonucleari

e la risonanza

gigante.

II. - Le distribuzioni energetiehe e angolari dei f o t o n e u t r o n i e dei fotoprotoni e la struttura fine della risonanza gigante. V. DE SABBATA Istituto di F i s i c a dell' Universit~ - Bologna Istituto Nazionale di F i s i e a Nueleare - Sezione di Bologna

(ricevuto il 13 Novembre 1958)

CONTENUTO. - -

1. Introduzione. - 2. Sistematica. - 3. Conclusioni.

1. - Introduzione. I n un precedents lavoro (1) si sono prese in esame le diverse teoris s i v a r i modelli nuele~ri, collettivi, a particelle indipendenti, a shell, she sono s t a t i usati per cercare di dare una spiegazione ai risultati sperimentali she riguardano le fotoreazioni nueleari nella zona della risonanza gigants. Si era in quells sede b r e v e m e n t e aeeennato ai vari risultati sperimentali che v a n n o da m i s u r e di sezioni d'urto, a misure dell'energia Em a eui si ha il massimo della sezione d ' u r t o , del valore di questo massimo, della larghezza della risonanza, delle soglie del processo, e infine ~ misure di distribuzioni energetiehe ed angolari. ]~ di queste ultime in particolare che qui ei vogliamo oeeupare in m a n i e r ~ esauriente d a n d o n e un quadro sperimentale il pifl possibile completo. Le informazioni i n ~ t t i she si possono t r a r r e da uno studio aeeurato delle distribuzioni angolari ed energetiche sono molteplici e di g r a n d e i m p o r t a n z a ; esse forniscono indicazioni sul particolare tipo di interazione (dipolo o q u a d r u p o l o elettrieo o magnetico), circa la validit£ di questo o quel modello nucleare, sui livelli energetiei del nueleo residuo e infine s u u n a eventuale s t r u t t u r a

(1) V. D]~ SABBATA: S u p p l . Nuovo. Cimento, 5, 243 (1957).

226

v.

DE SABBATA

fine del proeesso di assorbimento ossia, sulla possibflit~ di pifl di un9 risona.nza nell9 zona della, risonanza giga.nte ehe st9rebbe ad indicare la. presenza, di una interuzione dirett9 del Y ineidente con i singoli nucleoni del nueleo bersaglio. ~ o n verra.nno comunque inelusi in questa, rassegn9 i lavori rigua.rda.nti la fotodisintegra.zione del deutone e quelli rigua.rdanti le fotofissioni. In maniera del t u t t o genera.le per quello the riguard9 19 distribuzione ango]~re si pub d i r e che una. distribuzione~del tipo a+b sin 2 v~ e cio6 simmetrica. 9ttorno 9i 90 ° 6 ca.rptteristic9 dell'assorbimento di dipolo mentre una distribuzione 9simmetriea. del tipo a+b sin s 0(1 + p cos 0)2 (dove sperimenta.lmente p 6 positivo per cui 6 favorit9 19 direzione in 9v~nti) indica, l~ presenz~ di un termine di interferenz9 dipolo-quadrupolo; quest'ultimo tipo di distribuzione 6 molto frequente per i fotoprotoni per diversi nuclei. P e r quello ehe rigua.rda, la. distribuzione energetica delle fotopa.rticelle la situa.zione 6 complicata; infatti per diseutere II signifiea.to dei va.ri gruppi di protoni o neutroni che si possouo individuare, 6 necessalrio riuscire ~ stabilire qupl'6 l'energia, del fotone il eui 9ssorbimento ha. epusato l'emissione di quella fotopprticell9 o di quel gruppo di fotopa.rticelle e ci6 non 6 molto facile a causa dello spettro continuo dei y di bremsstra.hlung con cui 6 fa.tta, la. maggior pprte delle esperienze. L'ambiguit~ infa.tti st9 nel fa.tto ehe i va.ri gruppi identifica.ti possono provenire o da. effettive diverse risonanze in a.ssorbimento (quando il nucleo residuo viene 19seiato in un ben definito livello) oppure dal fatto ehe le fotopartieelle 19sciano il nucleo residuo in diversi sta.ti eecita.ti. Tutt,~via. quei pprticolpri fotoprotoni o fotoneutroni the hunno energi9 pifl gr9nde della, differenzu tra l'energi9 massima, del fotone e l'energi9 di soglia per 19 tra.nsizione del nucleo residuo a.1 primo stato eceitpto, devono neeessariamente provenire da.lla, tra.nsizione del nucleo residuo allo stuto fondpmenta.le. Pereib se 49 questa, palrte dello spettro energetico delle fotopartieelle (cio6 dulla parte in eui l'energia. 6 maggiore della, differenz9 dettp) si notano diversi gruppi di pa.rtieelle, 6 chia.ro the 9 ciascuno di questi gruppi deve corrispondere unn risonpnz9 nellu sezione d'urto d'pssorbimento dei fotoni e quindi una s t r u t t u r a fine della, risonpnza, gigpnte. Esperienze interessa.nti 91 rigunrdo sono quelle in cui si va.ria, l'energia ma.ssim~ dei 7 di bremsstrahlung osservando come si comportpno i va.ri gruppi di fotopa.rtieelle. Infa.tti l'osservpzione e il confronto del comport~mento di questi gruppi a.1 vpria.re dell'energia, ma.ssima p e r m e t t e di stabilire se essi sono d o v u t i o meno a.i vpri livelli del nucleo residuo (v. a.d es. [Li 56] e [ J 57]): ad energie pifl Mte vi sar£ un9 mpggiore influenz9 degli sta.ti eccitpti del nueleo residuo sull9 distribuzione energetiep. La. maniera. 4i a.ttribuire con eertezz~ i diversi gruppi all9 presenz9 di livelli del nucleo residuo 6 dat9 mediante esperienze con ra.ggi ~" monocroma.tici, (comb ad es. si ottengono da.lle repzioni 7Li(p, y) e 3H(p, 7)).

LE R]]AZIONI

FOTONUCL~ARI

]~ L A I ~ I S O N A N Z A G I G A N T ~

- II

227

I n p~rticol~ri e~si il confronto delle esperienze con r s g g i y m o n o c r o m s t i c i con quelle f s t t e con 4; di b r e m s s t r s h l u n g p o t r e b b e p e r m e t t e r e di distinguere tr,~ i g r u p p i di f o t o p s r t i c e l l e d o v u t i s l l s p r e s e n z a dei livelli del nucleo residuo e quelli d o v u t i inveee slle rison~nze in s s s o r b i m e n t o e cio~ s s t r u t t u r s fine delh~ rison~nz~ gig~nte. I n o l t r e sfrutt~mdo l'effetto D o p p l e r si p u b v s r i s r e l'energi~ dei ~/emessi (in funzione dell'sngolo) e eib p e r m e t t e uno studio d i r e t t o di u n s eventu~le struttur,~ fine (v. p e r es. WOLPF e coll. [ W 58] che u s s n o i ~/ del trizio su 12C). Si ~ d e t t o che per ris:~]ire d~ll~ distribuzione energetie~ delle fotop~rticelle, o t t e n u t e con r~ggi ~ di b r e m s s t r s h l u n g , ~tls s t r u t t u r s fine, occorre s s p e r e chc i g r u p p i di p r o t o n i o n e u t r o n i s i e u r a m e n t e lasci~no il nueleo residuo nello stesso st~to ed in p~rtieol~re in quello f o n d ~ m e n t s l e (perch~ ~ solo quest'ultimo, come si ~ mostr~to, che p u b d e t e r m i n ~ r s i con sicurezzs qu~ndo l'energi~ delle fotopa.rticelle sis superiore ~1 limite detto). M~ vi ~ anche u n s l t r o i n t e r e s s s n t e m e t o d o p e r st~bilire che ~d e s e m p i o i f o t o p r o t o n i l~sei~no il nucleo residuo hello s t s t o fond~ment,~le: esso si b~s~ sul principio del bil~ncio detts~']i~to. I n f s t t i qu,~ndo si t r o v i che gli e v e n t u s l i m,~ssimi hells distribuzione ener~'etic~L dei f o t o p r o t o n i dells re~zione X(~, p):Y souo in ,~c¢ordo con le risonsnze n o t e dells re~zione invers~ :Y(p~ ~[)X (dove il nu(.leo X i~ l~sci~to hello s t a t o fond:~ment~le) nel senso che il r s p p o r t o a(~/, p ) / a ( p , - ; ) soddisfi~ il principio del bil~ncio dett~gli,~to, v~ con e s t r e m s prob:~bilit'~ escluso il caso di u n s eventu~fle re~zione del tipo X(~(, py'):Y; si p u b ~dlor~ dire t h e ~z b lascisto nello s t a t o f o n d a m e n t s l e e quindi i g r u p p i m,lla, distribuzione energ'etic~ dei p r o t o n i dalbt reazione X(5, , p ) Y deriv:~no d s risonanze in :~ssorbimento (~¢. ~d es. W~](~nT e co11. [VVr 56] nello studio delb~ ~N(-V, p)). Come si vedr'£ i risult:~ti delle esperienze si{~ p e r quello ehe rig'usrds le distribuzioni angolari con le loro spesso p r o n u n c i a t e a s i m m e t r i e , sis per quello che r i g u a r d a le distribuzioni e n e r g e t i c h e con le loro n o t e v o l i code spesso presenti verso le ~lte energ'ie, m o s t r ~ n o ehe il fotoeffetto diretto vi giuocs u n s p s r t e molto i m p o r t s n t e e con m o l t s prob~bilit~ il modello ~ shell p r o p o s t o d s WILKINSOn" v i h~:b o n ruolo predomin,~nte. Come 6 noto il modello s shell fu inizi,~lmente un modello s un,~ p~rticell~, nel senso t h e il nucleo viene r i g u s r d a t o c o m e un semplice p o t e n z i a l e s t t r ~ t t i v o entro eui si m u o v e un~ psrtieells, su u n s c e r t s orbits, in m s n i e r s del t u t t o ~n,~log~ a come si m u o v e un e l e t t r o n e nel e a m p o del nueleo. Con questo modello si p o t e v s render conto s b b u s t s n z s b e n e degli spin nuclesri, m o m e n t i ,~ngol,~ri orbit~li e pnrit~; non si riuscivs perb, col model]o s d u n a particell~, s descrivere ~ e c u r s t s m e n t e il m o m e n t o mngnetico. Occorre p e r questo t e n e r eonto anche delle altre p,~rtieelle: si h a cosl quello che si c h i s m s modello u pnrticelle i n d i p e n d e n t i ( I P M ) ; o r s m e n t r e nel modello ,~ u n s p s r t i cell~ il nucleone ehe si m u o v e nel nueleo (il cosiddetto (( core ~) che viene

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V. D E SABBATA

r i g u a r d a t o c o m e u n semplice potenziale) e che a u n certo m o m e n t o lasciu il nucleo lo fa n o n solo senza interagire con le altre particelle (questo ~ v e r o a n c h e p e r F I P M ) m a a n c h e in m o d o che il (( core ~) dello s t a t o inizi~le coincida con il nucleo r e s t ~ n t e nello s t a t o finale, n e l V I P M (in cui si tiene c o n t o che il ~ core ~) ~ f o r m ~ t o di p~rticelle) to st~to finale n o n coincide n e c e s s a r i ~ m e n t e col (( core )~ dello s t a t o iniziulc. E questo, c o m e si ~ gi~ detto~ n o n perch~ vi sia st~ta i n t e r a z i o n e t r a la p a r t i c e l l a u s c e n t e e le altre particellc del (( core )~ m u s e m p l i c e m e n t e perch~ il (( core )~ p u b ~vere diverse configurazioni che corr i s p o n d o n o t u t t e al m e d e s i m o s t a t o ( c o m p a t i b f l m e n t e col principio di Pauli). Si h a cio~ che q u u n d o d~ u n nucleo di n u m e r o di m a s s a A viene e m e s s a u n n particellu r e s t a u n nucleo A - 1: questo nucleo A - 1 si p u b t r o v a r e in u n certo s t a t o o p p u r e in u n a l t r o ; si c h i a m a n o (( stati p a r e n t i ~) quegli stati del nucleo A - 1 che sono responsabili dello stesso s t a t o in A. Questi s t a t i p a r e n t i cio~ p o s s o n o esistere p r i m a che il n u c l e o n e siu emesso. Cosl la probabilit~ che resti l~uno o l'ultro degli stuti p a r e n t i ~ d i r e t t a m e n t e p r o p o r z i o n a l e alla probubilit~ che esista l ' u n o o l'altro di questi parenti. Ora con questo modello, WILKINSON riesce ~ r e n d e r c o n t o di v a r i risult~ti s p e r i m e n t a l i t r a cui v u incluso a n c h e il r a p p o r t o a(-l, p)/a(~, n) che, c o m e 6 n o t o , ~ quasi s e m p r e pifi g r a n d c di quello p e r m e s s o dalla teoria statistics. U n altro studio s p e r i m e n t a l e assai interessante r i g u a r d a fl c o n f r o n t o tr~ i livelli che a p p a i o n o nellu reazione (~, n) e quelli nellu (7~ t) in nuclei particol~ri p e r le informuzioni che si possono a v e r c circa l ' i n d i p e n d e n z a dallu caricu delle forze nucleari. Q u a n d o un nucleo leggero del tipo N : Z ~ I e A=4n-~3 viene b o m b a r d a t o con r a g g i ~ ci si a s p e t t a n o livelli e c c i t a t i con spin isotopico T---- ~ e T = ½ (~ c a u s a della A T = 0, ~=1). I livelli T = ½ possono e m e t tere n e u t r o n i o t r i t o n i lasciando il nucleo residuo ai livelli con T = 0 o con T = 1. Se viene emesso u n n e u t r o n e , il nucleo residuo uvr~ N = Z = dispnri e quindi p o t r ~ a v e r e sia T ~ 0 che T = 1 t r a i suoi livelli pifi bassi. Se viene emesso u n tritone, il nucleo residuo avr~ invece N = Z ~ p a r i e ci sar~ solo T = 0 t r a i suoi livelli pifl bassi. Quindi negli stati T = ½ b possibile Fcmissione sia di u n n e u t r o n e ehe di u n tritone. I n v e c e dagli stati di P = - ~ sar£ possibile solo l'emissione di n e u t r o n i perch5 solo q u e s t a emissionc c o n d u c e a u n nucleo residuo con P ~ 1 m e n t r e Femissione dei t r i t o n i ~ proibitu a l m e n o fino a energie i n t o r n o ai 15 MeV s o p r a la soglia (y, t) d o v e e o m i n c i a n o a essere possibfli a n c h e per i nuclei N = Z ~ p a r i , i livelli eccitati con T = 1. Cosi nella regione t r a 0 e 15 MeV sopra la soglia (y, t) ~ possibflc distinguere gli stati T = 1 e T ~ ~ p a r a g o n a n d o i livelli che a p p a i o n o nelle reazioni (T, n) e (y, t): i livelli che a p p a i o n o in a m b e d u e le r e a z i o n i h u n n o T = ½ m e n t r e quelli che a p p a i o n o solo nella (7, n) h a n n o T = ~. Cosi, c o m e v e d r e m o , per fl ~Li nella regione t r a 9 e 17 MeV si h a n n o c i n q u e livelli (7, n) e due (% t) e q u e s t o d e p o n e in f a v o r e della i n d i p e n d e n z a dalla c~rica delle forze nucleaxi.

L]] REAZIONI

FOTONUCLEARI

]] L A R I S O N A N Z A

GIGANTE

- II

~9

Altri nuclei convenienti per questo tipo di misura sono il ~B e i l tsN. I~aturalmente la verifica della indipendenza dalla carica delle forze nucleari pub farsi anche dal confronto delle sezioni d ' u r t o (~, n) e (~', p) per quei particolari nuclei che h a n n o J = T ~ = 0 come indicato da GELL-~VIAI~N e TELEGI)I [G 53] (ovviamente a p a r t e un eventuale effetto di interferenza dipoloquadrupolo).

2.

-

Sistematica.

2Vota. - Qualora nel simbolo t h e r a p p r e s e n t a l'etemento chimico n o n sia indieato il n u m e r o di massa A, v a inteso che viene considerata la composizione isotopica naturale.

~He CRANBERG [Cr 58] studia la fotodisintegrazione dell'3He u s a n d o un betatrone di E ...... = 22 MeV ed emulsioni nucle,~ri come rivelatori. La distribuzione energetica dei f o t o p r o d o t t i pub all'incirca risolversi in due larghi g r u p p i : uno a pifi bassa energia ehe corrisponde ai p r o t o n i provenienti dalla r o t t u r a dell' 3He in tre corpi e uno a pill alta energia corrispondente ai protoni the p r o v e n g o n o daIla r o t t u r a in due corpi. La distribuzione angolare di questi ultimi p r o d o t t i b d a t a da 0 . 3 7 + s i n 2 0• (1 + 0.8 cos 0).

~He('y, p) t~ULLEI~ [ F u 54] irradia un gas di elio a pressione atmosferica con ~ di b r e m s s t r a h l u n g da 26, 29, 32, e 40 MeV. La distribuzione angolare dei p r o t o n i rivelati in emulsioni nucleari si pub scrivere nella f o r m a (nel c.m.) a / b + s i n ~ 0" • ( 1 + (c/b)cos 0); si ha che il termine di interferenza cresce l e n t a m e n t e al creseere dell'energia m a ~ a p p r o s s i m ~ t i v a m e n t e eostante, con c / b - - 0 . 2 ± 0 . 1 . I1 termine isotropo cresee inveee r a p i d a m e n t e con l'energia da 0 fino a 0.33 =[=0.2 per energia media dei fotoni di 32.5 MeV. L a sezione d ' u r t o (~(, p) raggiunge un massimo di 1.8 m b a circa 26 MeV. I n v e c e nell'esperienza di REID e coll. [ R 56], la distribuzione angolare dei f o t o p r o t o n i dalla reazione 4He(~', p)3H s t u d i a t a in camera di Wilson, a p p a r e (sempre nel c.m.) simmetrica a t t o r n o a 90 ° m a g pi/1 a c u t a di quella che ci si a t t e n d e da u n a distribuzione sin 2 0. L a funzione d'eccitazione ha u n mas~

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v. DE SABBATA

simo nella regione di 26 MeV e decresce pifl r a p i d a m e n t e al crescere della energiu di quello ehe non indichino i risultati di Fuller. Esperienze f a t t e a pifl alta energia (COMB ad es. quelle di GOR]~U~ov e coil. [G 57] che usano "~ da 170 MeV o quelli di BENEDICT e coll. [Be 51] con 7 di b r e m s s t r a h l u n g da 300 MeV) non v e r r a n n o descritte qui pereh~ al di fuori di quello che si propone la presente rassegna.

6Li(7, p) K L m E ~ e coll. [ K 56] misurano la distribuzione angolare ed energetica dei f o t o p r o t o n i usando raggi ,~, di b r e m s s t r a h l u n g a varie energie massime cio6 con E ..... di 30, 42, 60, e 80 MeV. L ' e s a m e viene f a t t o con la tecnica delle emulsioni nucleari. Le lustre sono collocate in u n a c a m e r a ~ v u o t o a v a r i angoli rispetto alla direzione dei -( e p r e c i s a m e n t e a 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °, 90 °, 120 ° e 150 °. P e r ogni angolo sono state scelte 2000 tracce. La distribuzione ~ngolare pub porsi a p p r o s s i m a t i v a m e n t e nella f o r m a ad-b sin~0(ld-cos 0) ~ e si pub spiegare m e d i a n t e interazione diretta dei y con i nucleoni individuali. L a distribuzione energetica indica the le transizioni in stati p a r e n t i del nuc]eo residuo s e m b r a n o avere un ruolo i m p o r t a n t e nel fotoeffetto diretto.

6Li(y, n) e (% p) PI~OCTOR e VOELKER [ P r 587 misurano nella fotodisintegrazione del li~io le eoincidenze n e u t r o n e - p r o t o n e e lo spettro fotoprotonico; il f a t t o ehe le coineidenze n-p non m o s t r a n o alcuna correlazione angolare t r a neutrone e protone, indica ehe p r o b a b f l m e n t e 6 da scartare un modello del nucleo 6Li COmB particella ~ d - d e u t o n e . Misure sullo spettro energetico dei fotoprotoni m o s t r a n o che per i y di b r e m s s t r a h l u n g d~ 17.5 MeV i p r o t o n i h a n n o energia di 9.2 MeV e questo p o r t a alla eonclusione e h e l a reazione GLi(y, p)SHe--> 4Hed-n rende eonto per fl 3 0 % delFintensit/~ dei neutroni m i s u r a t a da :Romanowski (COMB r i p o r t a t o alla Photonuclear Con]erence del ~Novembre 1956); m e n t r e misure sull'intensit~ dei f o t o n e u t r o n i al di sopra di 1.3 MeV in eoincidenza con protoni di bassa energia, m o s t r a n o che circa il 6 0 % dei neutroni v a a t t r i b u i t o ~lla reazione 6Li(:,, n)~Li --~ ~ H e ~ p .

7Li(-f, n) GOLDEMBERG e KATZ [G1 54] osservano la s t r u t t u r a fine nella a(~(, n) rivelando d i r e t t a m e n t e i neutroni. T r o v a n o discontinuitA nella curva the d~ l'intensit~ dei n e u t r o n i in funzione dell'energia a 9.6, 10.8, 12.4, 14.0, 17.5 MeV, e eoneludono the queste discontinuit~ implicano s t r u t t u r a fine in assorbimento.

LE

REAZIONI

FOTONUCL]~ARI

1~. L A

RISONANZA

GIGANT]~

-

II

231

:Li(T, p) T~T~EB~OZ~ e coil. [Ti 53] nello studio de]l~ 6(T, P) ~ differenz~ che per ]~ ~(T, n), non trovano nessun~ struttura fine (Fig. 1 b). Lo studio viene ratio esumin~ndo fino u 24 ZVIeVl~ funzione d'eccitazione.

.2

~I'Li(TD'He ill 5

'Li(yp)'He ~1~

10 15 20 Ey(MeV)

10

(a) Fig. 1.

15 20 E-f, ( MeV ) (b)

Dipendenza delle sezioni d'urto (T, T) e (T, I)) dall'energia [Ti 53].

:Li(T, t) Scmprc TITTERTO~T c coll. [Ti 53] t r o v ~ n o invcce per h~ a(T , t) qm~ttro nmssimi c,~r,~tteristici di rison~nze in a s s o r b i m e n t o che corrispondono ~d ultrett~mti live]li nel 7Li il primo dei quali ~ 9.3 MeV 6 ben marc~to m e n t r e gli altri, meno risolti, sono ~ 16.7, 21.5 c 23.5 MeV (Fig. i a). Secondo PEASLEE [Pe 52] il pifl grnn n u m e r o dei livelli nelln reazionc (T, n) rispetto ~ll~ (T, t) dimostrn, ~11~ luce del formalismo di spin isotopico, che 6 f~vorita l'indi: pendenzt~ dnll~ c~ric~ delle forze nuclenri ~nzich6 l~ simmetri,~ di c~ricn. ]nfi~tti il confronto dellc sezioni d ' u r t o (T, n) e (T, t) per i nuclei leggeri con A ~ 4 n + 3 e N = Z + I p c r m e t t e di ~vere informnzioni c di decidere tr~ In simmetri~ di curi('~ e l'indipendenza d~ll~ c~ric~. Se lo spin isotopico (', un b u o n n u m e r o qu~ntico (indipendenz~ dull~ c~ric~) app~iono pifl livelli individu~li nell~ (T, n) che non nellu (T, t). I livelli peculi~ri alln (T, n) h a n n o T = ~ e gli ~ltri T = ½. L ' u n i c o c~so finor~ misur~to, questo del ~Li, f~vorisce l'indipendenza~ dtdln caricn. Um~ distinzione trt~ T ½ e T = ~ implic,~ indipendenz~ dnlla c~rica. Nuclei stnbili con AT~ Z + 1 h u n n o T ~ ½ nello stato fondument~le m e n t r e il pifl basso stuto eccitato con T = ~ 6 ~ cA'ca 10 MeV. E necessario r~ggiungere queste energie con sufficiente precisione per s e p a r a r e livelli di risonunze individu,~li.

232

v . DE SABBATA

9Be(y, n) NATHANS ed HALPERN I N 53] studiano la sezione d ' u r t o della reazione 9Be(y, n) dMla soglia fino a 24 MeV. I1 risultato m o s t r a due m a s s i m i : uno (attorno ai 10 MeV) ~ d o v u t o alla eeeitazione del neutrone ottieo e fl secondo ( ~ 2 2 M e V ) a l l a eccitazione del (( core )) 8Be; questo secondo m a s 5oo simo ~ p r o b a b f l m e n t e d o v u t o a risonanza di dipolo per fl <~ SBe dato che si t r o v a ad un'energia ( ~ 22 MeV) coincidente con quella del m a s s i m o per ~Be(7, p) (che nell'esperienza di HASLAM e coll. & 300 o.,.. [ H a 53] ~ a 22.2 MeV) e anche Qa con quella della rison~nza gig~nte per la reazione C(7~ n). ~. 20(? L a 4istribuzione angolare dei fotoneutroni ~ invece s t u d i a t a da L~ FABRICAb~D e coll. [ F a 56] che IOC usano raggi 7 di b r e m s s t r a h l u n g con E .... --18 MeV. T r o v a n o una 0 ha distribuzione angolare come d a t a 0 t~ in Fig. 2 dells f o r m a (1.26 4-0.11) -~ ÷ s i n s 0 (questa f o r m a della diFig. 2 . - Distribuzione angolare dei neutroni stribuzione angolare dei fotoneudM berillio bombardato con bremsstrahlung di E = 18 MeV [Fa 56]. troni ~ s t a t a t r o v a t a da [ H 49] anche a energie dei 7 m o l t o pih busse b o m b a r d a n d o il berillio con raggi 7 da 1.70, 1.81 e 2.76 MeV. P e r i primi due vMori dell'energia dei 7 questa distribuzione ~ isotropa m e n t r e per i 7 da 2.76 ~ della f o r m a a÷bsin20 con a/b=l.2). A pifl Mta energi~ D i x o n [D 55] con raggi -( di b r e m s s t r u h l u n g di E ..... -~ -----70 MeV esamina la distribuzione angolare dei fotoneutroni t r o v a n d o l a in accordo con u n a distribuzione del tipo a4-b sin s 0 con b/a~ 1. I1 f a t t o che questo valore di b/a sia molto pifl alto di quello t r o v a t o ad es. da PlaICE e KERST [ P 50] che ~ invece di ~ 0.3 dipende p r o b a b i l m e n t e dal tipo di rivclatore u s a t o : il confronto indicherebbe che i neutroni anisotropi sono in m e d i a pifi veloci di quelli isotropi.

~400

30. 6o" 9b" 12o" ,5o" 18o"

9Be(y, P) KLmER e coll. [ K 56] osserv~no in emulsioni nucleari i ¢otoprotoni usando raggi ~( di b r e m s s t r a h l u n g con E .... r i s p e t t i v a m e n t e di 30, 42, 60 e 80 MeV.

LE

IgEAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA

I%ISONANZA

GIGANTE

-

II

233

S t u d i a n o l a d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e ed e n e r g e t i c a : p e r q u e s t o p o n g o n o le l a s t r e in c a m e r a a v u o t o s o t t o d i v e r s i ~ n g o l i r i s p e t t o a l l a d i r e z i o n e d e i ,( i n e i d e n t i e ciog a 15 ° , 30 ° , 45 ° , 60 °, 75 ° , 90 °, 120 ° e 150 ° s e e g l i e n d o p e r 100 o g n i a n g o l o eirc~ 2 0 0 0 t r a c c e . Trovano per la distribuzione an90 [!, i i golare un andamento secondo II I I 8O a + b s i n g 0 ( l + e o s 0 ) ~ con u n a tJ pereentuale di quadrupolo elettrico 70 E2 the, all'aumen~are dell'energia, 6O cresee d a l 1 5 % al 2 0 % m e n t r e la 5O distribuzione energetiea indica una Oo

f o r t e p e r e e n t u a l e di f o t o e f f e t t o 40 diretto. . . 30 I n u n ' a l t r a e s p e r i e n z a STEPHENS[S 56] e C0nEN e coll. [Co 56] o 20 e s a m i n a n o in e m u l s i o n i n u c l e a r i E 10 l i f o t o p r o t o n i p r o d o t t i con r a g g i -( d a b r e m s s t r a h l u n g di E ...... = o; 1,: 5 7 MeV 25 MeV. L a d i s t r i b u z i o n e e n e r 21 22 23 MeV g e t i c ~ c o m e d a t a in F i g . 3 m o s t r a Fig. 3. Distribuzione energetica dei fotoprop o e h i p r o t o n i di encrgit~ > 4 M e V toni (lal berillio: la soma superiore 6 ]~ energia e ('ib i m p l i ( ' a t h e lc tr~msizioni di disintegrazione mentre la s(;Ma inferiore l'enerffia dei fotoni se il nueleo residuo 6 laallo s t a t o f o n d a m e n t a l e e al p r i m o sciato nelto s t a t o f o n d a m e n t a l e [Co 56~. s t a t o e c c i t a t o d c l SLi sono r e b r t i vamente rare. Invece la presenza d i p a r e c c h i p r o t o n i ~ b a s s a e n e r g i a si a c c o r d a con l ' i p o t e s i e h e u n n o t e v o l e n u m e r o d i f o t o p r o t o n i si,~ a s s o c i a t o c o n t r a n s i z i o n i d a i l i v e l l i d e l aBe a q u e l l i d e l ' L i in s e g u i t o a e m i s s i o n e d i u n n e u t r o n e d a l 9Be.

12C(~, n) DIXON [ D 55] s t u d i a la d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e ecl e n e r g e t i c a d e i f o t o n e u t r o n i c o n b r e m s s t r a h l u n g d i 70 M e V . E g l i f a q u e s t o p e r a l t r i 6 e l e m e n t i ( P b , Cu, Sn, A1, F e e B e ) ; fl r i v e l a t o r e 6 a s c i n t i l l a z i o n e ( l u c i t e e s o l f u r o d i zinco). S c r i t t a l a d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e n e l l a f o r m a a4-b sin g 0 si t r o v a p e r il r a p p o r t o b/a il v a l o r e 1 . 6 ~ : 0 . 1 il t h e c l i m o s t r a u n a f o r t e a n i s o t r o p i a . Q u e s t a f o r t e a n i s o t r o p i a n o n 6 d ' a e c o r d o c o n i r i s u l t a t i p r e e e d e n t i d i WERWILLIGER e J o ~ E s I T 51] ( q u e s t i u s a n o b r e m s s t r a h l u n g c o n E ..... = 330 M e V e t r o v a n o t h e l ' i n t e n s i t S d e i n e u t r o n i a 38 ° e 142 ° g il 1 0 % i n m e n o d i q u e l l a t h e g a 90°). T a l e anisotl"opia v a a t t r i b u i t a a u n p r o e e s s o d i r e t t o p i u t t o s t o f o r t e .

234

v. DE SAI~BATA

Anche :FABI~ICA~D ed altri [ F a 56] m i s u r a n o la distribuzione angolare dei fotoneutroni con b r e m s s t r a h l u n g di E ..... --~ 23 MeV e t r o v a n o un a.ndamento 1 ÷ (1.35 4- 0.88)sin ~ 0 (Fig. 4). Q u e s t a esperienza 6 sta.ta, r i f a t t a aaeeur~taam e n t e (una. precedente esperienza [F 55], portava, per i n e u t r o n i -" 20O u n a distribuzione angolare con tO L,. un m i n i m o a 90 °) per provare l'ipotesi de]lg indipendenza dalla 15o carica delle forze nucleari. I n f a t t i in un lavoro teorico GELL-3IA~N-~N" e T]~LEGDI [G 53] mostra.no ehe g Ioo nella ipotesi della, indipendenza 0 da.lla caariea delle forze nueleari le sezioni d ' u r t o (T, P) e (% n) ,-,,,, 50 t nei nuclei con J = 0 e :/'~ : 0 , 0 per ogni stato del nue]eo residuo, 0 devono essere identiehe in fun:0 ¢o 3 '0" 1~0 ° 90* 120" 150Q 180~ zione dell'energia e dell'angolo Fig. 4. - Distribuzione angotare dei neutroni (questo vale se non vi ~ interdal carbonio bombardato con bremsstrahhmK ferenza t r a dipo]o elettrieo ed altri di E .... : 23 MeV [Fa 56]. multipoli). Ora l'esperienza sulla. distribuzione aangolare dei neutroni, m o s t r a che v i b una. c o m p o n e n t e neutroniea, di m o m e n t o a.ngolare diverso da 0 e cib indica, ehela, reazione a.nzich~ procedere a t t r a v e r s o ]a. forma.zione di un nucleo compost:o, passa a.ttraverso s t a t i a. particelle indipendenti. MAI~~ e coll. [M 55] hanno f a t t o un ealeolo esplieito nel easo del 12C ottenendo per i fotoprotoni una distribuzione angolare 1 + sin s 0 nell'ipotesi di a e c o p p i a m e n t o jj, e u n a distribuzione 1 + 1.5 sin s 0 nelFipotesi di a e c o p p i a m e n t o L S . La. presente esperienza, non riesce a distinguere t r a questi due caasi perch6 aambedue le distribuzioni ea.dono entro i limiti degli errori sperimentali. Quanto a.lla "¢erifica della, indipendenza, dalla, carieaa oecorre osservare t h e nel easo della, ~(7, P) vi ~ interferenza~ t r a a s s o r b i m e n t o di dipolo e di quadrul~olo (come si n o r a da.1 pieeo in a v a n t i nella, distribuzione angolare dei fotoprotoni) (v. per es. fig. 9) e pereib per eonfrontare le due distribuzioni angolari dei fotoneutroni e dei f o t o p r o t o n i occorre traseuraare l ' i n t e r f e r e n z a ; se dunque questa, viene t r ~ s c u r a t a , lu distribuzione a.ngolare dei f o t o p r o t o n i 6 di 1 + (1.35 4- 1.12) sin s 0 in b u o n accordo con la. distribuzione angolare dei fotoneutroni del presente esperimento. Quel che si pub dire ~ che i due esperimenti si aecordano con l'ipotesi della indipendenza dalla carica delle forze nueleari. Qua.nto allaa distribuzione energetica ~ possibile, da questa, risalire fino a un certo p u n t o a u n a probabile struttura, fine neila sezione d ' u r t o d ' a s s o r b i m e n t o . Ora che sia possibile fino

LE REAZIONI

FOTONUCLEARI

E LA IdISONANZA GIGANTiE

- II

235

a un certo punto, dipende dal f a t t o che, in generale, la distribuzione energetica m o s t r a la presenza di diversi g r u p p i di n e u t r o n i e solo in casi p a r t i c o l a r i si riesce a stabilire che questi diversi g r u p p i a p p a r t e n g o n o t u t t i a transizioni che conducono alla stesso s t a t o del nucleo finale (the in questo caso ~ 1'1~C) e percib devono essere a t t r i b u i t i a diversi livelli risonanti del ~2C. T a l v o l t a perb 5 diffiefle b a s a n d o s i su]lo studio di questi diversi g r u p p i energetici di neutroni (o protoni) distinguere t r a s t r u t t u r a fine d o v u t ~ a diverse risonanze in a s s o r b i m e n t o e s t r u t t u r a fine d o v u t a invece a tr~msizioni a diversi s t a t i ([el nucleo finale. I n f a t t i , com'~ chiaro, nella distribuzione energetica dei f o t o n e u troni (o dei fotoprotoni) i due effetti sono s o v r a p p o s t i . Esperienze con raggi "l monocrom~ti('i p e r m e t t c r e b b e r o di a t t r i b u i r e la s t r u t t u r a fine, se preseI~t.e, solo alle transizioni a diversi s t a t i del nucleo finale e percib p e r m e t t e r e b b e r o di selezionare i due effetti. J. GOLDEMBElCG e L. KATZ [G1 54] osserv:mo questa s t r u t t u r ~ fine rivela.ndo d h ' e t t a m e n t e i n e u t r o n i e t r o v a n o b u o n ~ccordo con un~ es])erienza p r e c e d e n t c , quella di [ K 54], in cui viene invece studi~t~ 1~ c u r v a di attiv~zione (e si t)asa quindi sulUuttivit~ residua fl+ dell'HC). Queste curve di ,~ttiv~zione m o s t r a n o delle discontinuit'~ t h e i suddetti ~utori i n t e r p r e t a n o come d o v u t e a forti :tss()rb i m e n t i di fotoni nel r~C r i s p e t t i v a m e n t c ~ 19.3, 19.8, 20.1, 20.5, 20.7, 21.1, 21.6, 22.4 e 22.8 MeV. Queste discontinuit£ sono salite ~ ben 19 in unn rc(,cntissima esperienz~ di KATZ [ K 5 8 ] t u t t e (.omI)resc tr~ 18.721 e 2 2 . 8 8 5 [ c V indicando altrctt~mti livelli in ~2C (pre('is~mcnte cssi sono: 18.721, 18.90, 1,%96, 19.08, 19.17, 19.30~ 19.46, !9.57, 19.76, 19.92, 20.13, 20.29, 20.62, 20.90, 21.08, 2].22, 21.58~ 22.02~ 22.88). I n v e c e BAS1LE e GUSAKOW [Ba 58] trov~mo sol~mente 5 discontinuit5 (sempre nello stesso interv~fllo energetico: dalb~ soglia per il processo (7, n) a 18.7 MeV fino ~ 23 5~[eV). D ' a l t r a p a r t e misure di a s s o r b i m e n t o dei -~, f ~ t t e d~ WOLF~ e coll. [~Y 58] con raggi 7 m o n o c r o m a t i c i da 20.3 a 20.8 MeV p r o v e n i e n t i dalla reazionc aT(p, y ) ' H e non danno nessuna e v i d e n z a di livclli discreti o s t r u t t u r a fine benchb, secondo gli uutori, i risuitati non si,~no incomp~rtibili con 1,~ s t r u t t u r a p i u t t o s t o diffusa d a t a da COHEN [Co 56]. L a risoluzione o t t e n u t a da WOLFF e coll. in questa esperienza 5 di (70 - - 1 0 0 ) k e V .

12C(~,

p)

La presenza di u n a s t r u t t u r a fine nella risonanza gigante del 12C come si ~ vista nello studio della reazione (y, n), risult~ a n c h e d~ esperienze sull~ re~zione (~/, p). Consider~zioni di car~ttere generale v e n g o n o fatte, come si ~ gi~ a c c e n n a t o , d~ MANN, STEPHENS e WILKINSON [M 55]. Questi not~no che lo st~to di riso-

236

v.

D E $ABBATA

n s n z a gigante per fl processo 12C(y, p) a t t o r n o s 22 MeV ha il c s r s t t e r e di <~particelle indipendenti ~ ed 6 collegsto in m a n i e r s semplice col modello shell nells descrizione dello s t s t o f o n d s m e n t a l e dcl 12C e dei primi stati eccit a t i dell~llB. :Nsturslmente p s r l a n d o di risonsnzs gigante s t t o r n o s 22 MeV non si intende che v e n g s eccitato solo uno s t s t o ; t u t t s v i a ~ conveniente discutere uno stato risonsnte corrispondente alla grossa risonanzs s t t o r n o si 22 MeV: in p r s t i c a tale grosso s t s t o spparir~t suddiviso t r a i diversi stati ~i s t r u t t u r a fine. Poich6 lo stato f o n d a m e n t s l e del ~C ~ 0 +, lo stato di risonsnza gig~nte form~to per ~ssorbimento di dipolo elettrieo 6 1-. Se questo s t a t o fosse uno stato del nueleo eomposto nel senso the il suo modo di decadimento 6 d e t e r m i n s t o solo ds fattori statistici, energia, m o m e n t o angolsre totsle, psrit~ e spin isotopico, dec~drebbe hello stato f o n d a m e n t a l e deWl~B ehe ~ 3- e ~1 p r i m o stato eceitato s 2.14 MeV the p r e s u m i b f l m e n t e 6 ½-, p r i n c i p a l m e n t e per onds s perch~ la b s r r i e r a per protoni d 6 molto forte: la penetrabflit~ dei protoni s ~ 5 volte quella dei protoni d (i protoni d ' o n d a p sono esclusi a caus~ della conservszione della parith). Percib ]a distribuzione angolare dei fotoprotoni d_ovrebbe essere quasi isotrops; invece s p e r i m e n t a l m e n t e HALP]gRN e 1V[Ah~N[ H 51] t r o v s n o una distribuzione dcll~ f o r m a 1 + 1 . 5 sin s 0 f l c h e indies un~ notevole emissione di protoni con m o m e n t o sngo]~re ~ 0. Ora come 6 ben noto l'ipotesi di particelle indipendenti, p o r t a proprio ad un~ distribuzione sngolare del tipo a + b sin 2 0. I n psrticolare per protoni d quei modelli che eoinvolgono solo trsnsizioni 1 - - ~ / + 1 , impongono ehe lo stato iniziale del protone sin uno s t s t o p e questo p o r t s in a c c o p p i a m e n t o jj slla distribuzione 1 + sin ~ 0 m e n t r e in a c c o p p i a m e n t o L S d~ 1 + 1 . 5 sin 2 0. Come si vede l ' a c c o p p i a m e n t o L S 6 meglio in accordo con i risult~ti sperimentali. S e m b r a secondo CHRISTY [C 53] che ] ' a c c o p p i a m e n t o di Russel-Sanders, cio5 LS, sin per i nuclei leggeri u n a approsimazione migliore che non l ' a c c o p p i a m e n t o jj; infstti l'~ceordo con l ' a c c o p p i ~ m e n t o jj ~ m e n o buono t h e con L S e d'~ltra p~rte fi modello ~j richiede restrizioni pifl dure di quelle relative sll'sceoppi~m e n t o L S . L ' s c c o p p i a m e n t o L S ~ anche meglio in accordo con la distribuzione energetiea che m o s t r a che lo stato f o n d a m e n t a l e 5 favorito per un fattore q u s t t r o o pi~ (v. STEPHENS e MANN iS 54]). I n f a t t i m e n t r e l ' a c c o p p i a m e n t o jj darebbe trsnsizioni solo per lo stato f o n d a m c n t s l e dell'~B essendo questo l'unico p a r e n t e del 1~C, l ' s c c o p p i a m e n t o L,~ h a come p a r e n t i i due stati pifl bassi d e l l ' ~ B ( b y e perb la transizione allo stato fondamentale, t e n u t o conto della larghezzs ridotts, della pcnetrabflit~ ecc. 5 f a v o r i t s per un fattore circ~ 5. P a s s a n d o ~lle esperienze, vi 6 quells di HALPER~* e co]l. [I-[ 52] the studiano l~ distribuzione ~ngol~re dei fotoprotoni us~nclo r~ggi y di bremsstr~hlung con E ..... = 23 M e ¥ contro un bersaglio di 38 mg/cm~; questa esperienza m o s t r a un massimo verso gli 80 °. P r c c i s a m e n t e si ha un a n d a m e n t o di 1 + a (sin 0 + 0 . 2 5 sin 0 cos 0) ~; si n o t a cio~ un~ interferenza dipolo-quadrupolo. L ' a s s o r b i m e n t o di quadrupolo ~ circa 1'1°/ (ossia minore per un fattore 4

LE REAZIONI FOTONUCLEARI

F. L A R I S O N A N Z A G I G A N T E

- II

237

di quello che ad esempio si h s nel Cu e nel Co). Q u s n t o a una eventu~le strutt u r s fine in assorbimento ]a situazione che si ha nello studio della distribuzione energetica dei f o t o p r o t o n i n o n ~ m o l t o chiura. Vi ~ u n a p r i m s esI)erienzs di STEPHE~S e MANN [S 54] e [Se 55] in cui v e n g o n o osservate 408 tracce di fotoprotoni da carbonio u s a n d o T di b r e m s s t r a h l u n g con E .... -- 23 MeV ed emulsioni nucleari come rivelatore; si ha un a n d a m e n t o per la distribuzione energetica che p r e s e n t s un massimo a 5.5 MeV e u n a larghezza s met~ massimo di 2.8 MeV. Ma l'esperienza pih d e t t a g l i a t a ul riguardo 5 quells di COI~EN e coll. [Co 56] e ST]EPttENS I S 5 6 ] i quuli u s s n o un b e t a t r o n e da 25 MeV; v e n g o n o rivelati i f o t o p r o t o n i con le emulsioni nueleari e si ottiene u n a b u o n a risoluzione per ls distribuzione energetica ehe m e t t e in evidenza v a r i gruppi di f o t o p r o t o n i (Fig. 5); per questi viene v s l u t a t a la funzione d'eccitazione per transizioni del nueleo residuo allo s t s t o f o n d a m e n t a l e , d e d u c e n d o quindi u n a s t r u t t u r a fine anche per la funzione d'eccitazione fotonica nella regione dells r i s o n s n z s g i g s n t e ; inoltre ls s t r u t t m ' a t r o v a t a 6 in accordo con quells osservats per ls

(V, n). 60

-I

50 4O

~

30

~20

1.0

20

3.0

40

510

61.0 70

I

80 MeV

Enerqia de/protoni Fig. 5. - Distribuzione energetica dei fotoprotoni da polietilene. La curva d& la distribuzione dei protoni predetta dalla reazione inversa UB(p, T) applicando il bilancio dettagliato [Co 56]. Oeeorre t u t t a v i ~ n o t a r e che si riseontrano notevoli diffieolt~ nella interpretazione dei vari gruppi di protoni di Fig. 5 i quali non necessariamente corrispondono a diverse risonanze in assorbimento. I n f a t t i in quests esperienza i protoni con energia < 5.4 MeV possono essere p r o d o t t i n o n solo in transizioni allo stato f o n d a m e n t a l e dell'riB m a anche al primo s t a t o eccitato dell'liB (ehe 16 - S u p p t e m e n t o

(zl N u o v o Cimento,

238:

v. D]~ SABBATA

si t r o v a a 2.14 MeV); cosi i protoni con energia < 2.7 MeV possono essere p r o d o t t i anehe in transizioni ui livelli di 4.46 e 5.03 MeV dell'riB. T u t t a v i a si possono avere ulteriori informazioni eonsiderando la reazione inversa riB(p, y)~C con I~C laseiato nello stato fondamentale e applieando fl bflaneio dettagliato. Si pub inoltre n o t a t e e h e l a struttm'a fine ehe appare nella ~C(y, p)~]B deve essere simile a quella della z~C(T, n)l~C poieh6 I~B e ~C sono nuclei speculari. I n f u t t i la risonanza gigante 6 prineipalmente assorbimento di dipolo etettrico della radiazione ineidente da parte del nueleo; poieh6 lo stato fondamentale del ~2C 6 0 + tale assorbimento pub eondurre solo agli stati eeeitati 1in ~C ehe possono deeadere per 25 emissione di un protone a ]IB o di un neutrone a ]~C. Gli ultimi due sono nuclei specu]ari con stati fondamentali simili i 20 cui spin e parith li rendono aecessibili alle transizioni dallo II II stato 1- in 1~C. Ci si deve Ii Pl 15 Pl quindi aspettare ehe la (T, P) O II II O J~, e 1~ (-(, n) siano approssimati03 I| l! v a m e n t e simili. T u t t a v i a le inI t I certezze sperimentali di enE1C II t r a m b i i lavori (sia (% p) ehe tl 0 (-(, n)) sono notevoli e impeI,.,. diseono un preeiso confronto; :3 cib n o n o s t a n t e la distribuzione G5 energetiea dei fotoprotoni d~ una conferma indipendente O t~ della s t r u t t u r a fine nella risoto nanza gig~nte in ~2C {Fig. 6). 17 22 a(M V) I n eonelusione si ha ehe la Energia dei fotoni s t r u t t u r a fine nella distribuFig. 6 . - Sezione d'urto per ]a reazione ~2C(y, p) zione energetica dei protoni ottenuta da Fig. 5 nell'ipotesi the ~*B sia sempre (Fig. 5) si riflette nella curv~ lasciato nello stato fondamentale. La curva indella sezione d'urto. Risonanze vece b la sezione d'urto ottenuta con il bilancio dettagliato dMla l~B(p, -() (il punto a 17.6 MeV si h a n n o con eertezza ~ 21.5 e di MA-~'N e TITTERTON[M 56]) [Co 56]. 22.6 ~[eV e forse anehe a 20.8 e 23.1 5ieV (Fig. 6). Quanto M prineipio del bflaneio dettagliato questo viene sfruttato anche • d,~ M A ~ e TITTERTO~ [M 56] i quMi ealcolano l~ sezione d ' u r t o assoluta ~ un~ energia di 17.63 MeV per la fotoreazione 12C(T, p)llB. Tale misur~ ~ fatt~ considerando il r a p p o r t o del numero di protoni ul n u m e r o delle stelle in

LI~ R E A Z I O N I

FOTONUCLEAItI

E

LA

RISONANZA

GIGANTE

- II

239

c a r b o n i o u t i l i z z a n d o la b e n n o r a sezione d ' u r t o 12C(y, 3~). I1 v a l o r e di q u e s t a u l t i m a ~ preso dal l a v o r o di CARVER e coll. [C 55] i quali e s a m i n a n o la 12C(,(, 3~) t r o v a n d o rison~nze vicino a 12.3 M e V e forse a 15 e 16 M e V e d a n n o i v a l o r i a ire disginte energie: 17.6, 14.8 e 12.3 M e V t r o v a n d o r i s p e t t i v a m e n t e i v a l o r i di (1.70 =]= 0.24), (0.33 =]= 0.07) e (1.15 =]= 0 . 6 ) . 1 0 -2s c m 5. M a n n e T i t t e r t o n t r o v a n o per il r a p p o r t o N ( 7 , p ) / N ( ' ~ , 3~) del n u m e r o dei p r o t o n i a quello delle il v a l o r e di 7.00 4- 0.33. P e r c i b la a(T , p) caleolata in q u e s t a m a n i e r a ~ a(T , p) = = a(~, 3 ~ ) N ( y , p ) / N ( y , 3~) -- (1.19 ± 0.21)-10 -57 c m 5. Quesgo v a l o r e ~ i n o l t r e in a c c o r d o con quello che si o t t i e n e dM v a l o r e della sezione d ' u r t o del p r o c e s s o nB(:p, T)a2C a p p l i c a n d o il principio del bflancio d e t t ~ g l i a t o . P e r q u e s t o v e n g o n o u s a t i i d a t i di I t u ~ s e DAY [ H 53] i q u a l i d a n n o 1~ f u n z i o n e d'eccigazione p e r il p r o c e s s o riB(p, y)asC (dove 12C ~ l a s c i a t o nel sup s t a t o f o n d a m e n t M e ) fino a energie del p r o t o n e di 2.8 M e V ; [ H 53] t r o v a n o u n a r i s o n a n z a a 17.2 M e V c o n u n a l a r g h e z z a a met& m a s s i m o di 1.27 M e V : Mtri r i s u l t a t i sulla n ( B p , y)12C sono d a t i da G o r e e PAVL [G 55] i quMi d ~ n n o a n e h e la d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e dei T p e r ener~ie del 10rotone da 1.0 a 2.5 MeV, distrib u z i o n e elm r i s u l t a anisogropa. D a tali r i s u l t a t i si trov,~ con il bilancio d e t t a gliato u n a sezione d ' u r t o ~2C(T, p)~lB di (1.09 ~: 0.16).1()-27 c m 2 d o v e l ' e r r o r e quello dell:~ sezione d ' u r t o a s s o l u t a riB(p, T)asc. Q u a n t o alla d i s t r i b u z i o n e energetiea dei f o t o p r o t o n i si noga u n g r u p p o di p r o t o n i m o l t o b e n risolto a 1.5 MeV. Altre esperienze sono quelle di K L m E R e coll. [ K 56] i quali d a n n o le distribuzioni antzolari ed e n e r g e t i e h e dei f o t o p r o t o n i c s p o n e n d o lastre nu(.leari in e a m e r e a v u o t o a w~.ri ant~oli r i s p e t t o ai ra4zgi "( ineidenti e tip6 a 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °, 90 ", 120 ° e 15(1°. L e energie m,tssime 4ei T di b r e m s s g r a h l u n g u s a t e sono r i s p e t g i v a m e n t e di ,30, 42, 60 e 80 MeV. L e t r a c e e e s a m i n a t e sono circa 2000. T r o v a n o u n ~ d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e d e l l a f o r m a a d - b s i n 2 0 • • (1 + p cos 0) 5 con um~ p e r c e n t u a l e E 2 t h e v a dal 5 % a11'11% c o n l ' ~ u m e n t a r e dell'energia m e n t r e la d i s t r i b u z i o n e energetiea m o s t r a che il f o t o e f f e t t o diretgo h a u n n o t e v o l e peso a v e n d o s i indieazioni di t ransizioni in sgati p a r e n t i del n u oleo residuo. Misure della d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e dei f o t o p r o t o n i e dei f o t o n e u t r o n i d~ e a r b o n i o sono s t a t e f a t t e a n e h e a pifl alga energia. P e r es. JOHAI~SSON [ J 55] opera con E ....... ~ 65 M e V e m l s u r a progoni s o p r a 14 MeV. A n e h e p e r q u e s t i la distribuzione a n g o l a r e 5 della f o r m a a + (sin O + p sin 0 cos 0) 5 con u n m a s simo verso i 60 °. I v a l o r i di a e p sono r i s p e t t i v a m e n g e 0.32 e 0.80. I n v e c e p e r i n e u t r o n i con energia s o p r a 5 e 10 MeV, ] a d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e v a c o m e a 4- b s i n 2 0.

A l t r e i m p o r t a n t i i n f o r m a z i o n i sono o g t e n u t e dalle m i s u r e di a s s o r b i m e n t o dei fotoni. C o s i KOCH e ]~OOTE [I~ 53] f a n n o d i r e t g a m e n t e m i s u r e di assorbim e n l o dei raggi X p r o v e n i e n t i d~ u n b e t a t r o n e o p e r a n t e a 30 MeV. I1 rivelat o r e 6 u n o s p e t t r o m e t r o N a I ad a s s o r b i m e n t o gotMe. L o s p e t t r o m o s t r a u n ~

240

v. DE SABBATA

m a r c a t u depressione dell'intensit~ d o v u t a ad assorbimento nucleure. L'assorb i m e n t o p r e s e n t a un m a s s i m o a ~ 20 MeV. TZARA I T 56] t r o v s una risonsnza p a r t i c o l a r m e n t e intenss nell'~ssorbimento di fotoni a 22.8 MeV. Si noti che s questa energia la c u r v a d ' a t t i v a z i o n e relativ~ alla reazione (y, n) presenta un~ discontinuit~ a t t r i b u i t a du KATz e coll. [ K 54] a u n livello di larghezza < 40 k e V ; invece il limite superiore t r o v a t o per la sezione eiIicace di a s s o r b i m e n t o conduce ad attribuire s questo livello u n a larghezza /~. > 400 keV, in contraddizione con le conclusioni dedotte dalla interpretazione della c u r v a d ' a t t i v s z i o n e . Secondo TZARA occorre a m m e t tere che le sezioni efficaci della reazione (y, n) e quelle d'assorbimento, oresentino risonanze larghe; infatti TZARA m o s t r s che gti a n d s m e n t i delle curve d ' a t t i v a z i o n e possono esrracce perl ioterval{i~ sere spiegati anehe con di 0.2 risonanze larghe. 8O Pifl r e c e n t e m e n t e L~VESEY [ L 5 7 ] osservs i f o t o p r o t o n i con b r e m s 401 strahlung di Em~x : 35 MeV 20 esponendo il gas p r o p a n o ai raggi Y e rivelando le I I 04 5 6 7 particelle eariche prod otte 8 9 lo 11 12 13 in emulsioni nucleari. L a Energia in Me V distribuzione energetics Fig. 7. - Distribuzione energetica di 1940 tracce di m o s t r a un massimo s protoni da propano esposto a bremsstrahlung di 35 MeV [L 57]. 6.0 MeV ehe ~ colleg~to con la posizione della risonanza di dipolo nel 1~C. L a distribuzione angolare dei protoni vicino al m a s s i m o v a come a + b sin ~ 0 m a a energie pifi alte vi 6 preferenza per gli

M~/

60'

angoli in avanti. Sono s t a t e osservate 1940 tracce comprese entro gli angoli 35 ° - - 1 4 5 ° (Fig. 7). Vi ~ un m a s s i m o principale a 6 l~IeV, altri massimi m i n o r i a 5.3 e 6.7 MeV (quest'ultimo corrispondente a u n livello di 23.3 MeV nel 1~C); questi m a s s i m i non sono b e n risolti e cib p r o b a b f l m e n t e ~ d o v u t o al f a t t o che vi sono altri p r o t o n i che lasci~no 1'11B in stati eccitati, o protoni d s reazione m u l t i p l s del tipo (y, on). A energia pifi alt~ s e m b r a che vi si~ un piccolo massimo a 9 . 0 M e ¥ che corrisponderebbe a d u n a energia dei fotoni di 25.8 ± 0.2 M e ¥ qualora l ' n B sis lasciato nello stato: fo~damentale. Quanto alla distribuzione angolare si sono divisi i p r o t o n i in due gruppi: quelli con energia c o m p r e s s t r a 4.5 e 6.9 MeV che p r e s e n t a n o u n a distribuzione della f o r m s a+b sin ~ 0 (Fig. 8) con a/b=O.23:J=O.1 e u n ' a l t r o gruppo con energia

LE REAZIONI FOTONUCL]!IARI E LA I~ISONANZA GIGANTE

II

-

9,41

> 7.0 MeV l~ cui d i s t r i b u z i o n e ~ n g o l a r e h a i a f o r m ~ a+b(sin O+p s i n 0 cos 0) 3 c o n a/b ~ 0.5 e p ---- 0.6 m o s t r ~ n d o q u i n d i u n ~ m ~ r c ~ t ~ ~ s i m m e t r i ~ i n ~ v a n t i con

u n m ~ s s i m o v e r s o i 60 ° . ~¢[ILO~E e coll. [~[ 57] e s ~ m i n a n o c o n e m u l s i o n i n u c l e a r i la d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e ed e n e r g e t i c a d e i f o t o p r o t o n i d a C u s a n d o y di b r e m s s t r ~ h l u n g d a 3] MeV. Si t r o v a che i f o t o p r o ~ o n i c o n e n e r g i a > 5.5~¢[eV h a n n o u n a d i s t r i -

160

140 N? 100

b u z i o n e che v a c o m e 0 . 6 + ( s i n 0 + 0 . 6 . •sin 0 cos 0) ~ ossia u n ~ m a r c ~ t z ~ s i m m e t r i a i n a v a n t i c o n u n m u s s i m o a 60 ° (Fig. 9) m e n t r e quelli di pifi b a s s ~ e n e r g i a

80

i

60

40 Fig. 8. - Distribuzione angolare~dei protoni da propano; gruppo I: protoni tra 4.5 e 6.9 MeV; gruppo I I : protoni sopra 6.9 MeV (]a curva tratteggiata mostra la funzione a + b ( s i n O+p sin 0 cos 0) 2) [L 57].

Gruppo n

'~_~

20 I

I

I

I

I

O0 50 70 90 110 130 150 Angol o 0

N N

50 40 30

1.5
150

20

l0 N 50

100

40 3O

50

20

L

L

10 0°

3 0 ° 6 0 ° 9 0 ° 120 ~150 ° 180 °

Fig. 9. - Distribuzione angolare dei fotoprotoni da carbonio. N = n u m e r o di fotopro~oni osservati con energia E, per u n i t ~ di angolo solido in scala arbitraria [M 57].

o

E,

lbM V

15

Fig. 10. - Distribuzione energetica dei fotoprotoni da carbonio. N = n u m e r o di protoni osservati per intervalli di 1 MeV [M 57].

242

v.

D E ~ABBAT&

sono distribuiti i s o t r o p i c a m e n t e ; lo spettro energetieo m o s t r a un massimo tr~ 5 e 6 MeV (Fig. 10) fl che indica f o r t e m e n t e ehe si t r a t t a di fotoeffetto diretto. BAR]~EI~ e coll. [B 58] misurano la distribuzione energetieu ed uagolure dei f o t o p r o t o n i b o m b a r d a n d o il carbonio con raggi ~ di b r e m s s t r a h l u n g da u n acceleratore lineare di elettroni di cui variano l'energia da 20 ~ 44 MeV. Non riescono ad ottenere massimi ben risolti nell~ distribuzione energetica, m a la distribuzione al di sotto del m a s s i m o a 6 MeV s e m b r a avere un a n d a m e n t o ehe p o t r e b b e corrispondere all~ s t r u t t u r ~ osserv~t~ nell~ c u r v a di ~ttivazione per lu re~zione (~-, n). Lo stretto massimo t r o v a t o nellu distribuzione energetic~ dei p r o t o n i ~ 6 MeV corrisponde nll'assorbimento del fotone nell~ risonanzu gig~nte seguito dallu transizione ~Ilo stato f o n d a m e n t M e dell'~B. Si n o t a n o anche massimi pifi piccoli ~ 8.5 e 13.5 MeV. La distribuzione ~ngol~re 4ei p r o t o n i in vicinunz~ di 6 MeV v~ bene con 1~ 1 + 1 . 3 sin 2 0 ( 1 + 0 . 3 cos 0) 2. Anehe P E ~ E ~ e LEISS [ P 58] t r o v a n o un~ distribuzione ~ngolare per transizione ~11o stato f o n d a m e n t u l e con protoni di 20 MeV f o r t e m e n t e a~simmetric~ rispetto a 90 ° e con uu massimo in av~nti, m e n t r e per transizioni ul p r i m o stuto eccitato (sempre con p r o t o n i di 20 MeV) 5 m o l t o m e n o asimmetric~.

~C(v, n) COOK e TELEGDI [Te 56] esaminano i neutroni p r o v e n i e n t i d~l ~C bomlo~r d a t o con r~ggi y di b r e m s s t r ~ h l u n g ~ 45 MeV. Si t r o v a n o due mussimi distinti: 14.0 e 23.5 MeV r i s p e t t i v ~ m e n t e . La corrispondenz~ del secondo mussimo con ls rison~nz~ gigante del 12C f,~ pensare the questo massimo sia d o v u t o ~d ussorbimento d~ p~rte del (~core ~> 12C. Invece, il ma~ssimo pi~ basso difficilm e n t e si pub attribuire alla transizione del neutrone p½ ~1 continuo e non chiaro se debb~ i n t e r p r e t a r s i come un~ sovrapposizione di transizioni a livelli eccitati del ~C o come risonanza E2 del tipo osservat~ ~nche in ~O(~/, p).

1~c(~, p) COOK, PENFOLD

e TELEGDI [Ck 56] esaminuno 1~ sezioae d ' u r t o (7, P) del 1~C p e r vedere se oltre a.llu risonanz~ gigante vi ~ a.nehe u n ' a l t r ~ rison~nz~ pifl b~ss~ a 13.5 MeV. Questo perch~ vi sono alcuni lavori sull~ 13C(7, n) (come quello visto di C o o k e TELEGDI [Te 56]) che indic~no un piccolo m~ssimo 13.5 MeV oltre ~ quello della rison~nz~ gigante ~ 25 MeV e bench~ consider~zioni energetiche portino ad escludere t h e si t r a t t i di un processo competitivo eosicch~ la (y, n) deerescerebbe perch~ ad un certo p u n t o s'innescherebbe 1~ (7, P), si ~ voluto chlorite questo p u n t o con un~ misur~ dirett~ della (¥, p).

LE

REAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA

RISONANZA.

GIGANTE

-

n

243

La rivelazione viene f a t t a a t t r a v e r s o i y del ~B che h~nno u n a energia massima di 13.43 MeV e con l'uso di y di b r e m s s t r a h l u n g ~ 45 lV[eV. Si t r o v a cosi un mussimo m o l t o largo di circa 8.8 m b a u n a energia di 25.5 MeV (invece per il ~C si ha un massimo m o l t o stretto e pifl a l t o : 34 m b a 21.5 MeV). Combinando con i dati o t t e n u t i della ~C(y, p) i risultati noti delia ~C(y, n) e ~3C(5,, xn) per vedere il c o m p o r t a m e t o della sezione d ' a s s o r b i m e n t o totale si t r o v a n o proprio due massimi r i s p e t t i v a m e n t e a 13.5 e 25.5 MeV. Sicch6 la diminuzione della a(y, n) dopo 13.5 MeV non ~ d o v u t a a processi competitivi. 11 massimo a 13.5 MeV ha un~ sezione d ' u r t o di 3.7 mb con u n a larghezz~ di ~ 6 MeV m e n t r e la risonanza gigante a 25 ~¢[eV ha un massimo di 17.4 m b con u n a larghezz,~ di ~ 8.5 Me¥.

~4N(~,, n) I-IORSLEY e coll. [ H o 52] nello studio della reazione (y, n) con raggi y di b r e m s s t r a h l u n g del b e t a t r o n e di S a s k a t c h e w a n t r o v a n o un massimo iniziale che non pub essere a t t r i b u i t o alla competizione della reazione (7, np) m a piuttosto all'assorbimento E2 e M1. I1 primo massimo ~ piccolo ed 5 a 13 MeV, il secondo a 24 ]V[eV (quest'ultimo lla a ..... = 2.84 mb). Per decidere se la cad u t a della sezione d ' u r t o dopo i 13 MeV si~ d o v u t a ad E 2 e M 1 p r i m a dell'inizio di E l , Horsley e coll. h a n n o misurato l'intensit~ dei n e u t r o n i in funzione dell'cncrgia massima del b e t a t r o n e ; se ht causa della diminuzione nelb~ ('urva d'altivaziom,~ fosse dovut~ all'innes(.arsi dell~ reazione (¥, np) (la cui soglia 6 ~-12 MeV), qucsto a b b a s s a m e n t o non d o v r e b b e essere presente nella curw~ (.he d'£ l'intensitg neutronica (perch~ in t~d caso v e r r e b b e r o rivelati i neutroni provenienti sia dalla (,(, n) ehe dalla (T, np)); poich5 invece la c u r v a che dg I'intensitg dei neutroni ha lo stesso a n d a m e n t o della c u r v a di attivazione, si deve concludere c h e l a causa 5 d o v u t a alla variazione dell'assorbim e n t o dei raggi T con l'energia cio(~, come si b d e t t o , a lb~ c a d u t a dell'assorbim e n t o E2 e M1 p r i m a dell'inizio di E l .

14N(y, p) ~VRIGHT e coll. [ W r 56] usano raggi • da un sincrotrone a 23 MeV m e n t r e le fotodisintegrazioni vengono p r o d o t t e nel gas di u n a c a m e r a di Wilson. L a distribuzione energetica dei protoni fino a 3 ~¢[eV, m o s t r a massimi ben definiti a 0.51, 1.63 e 2.92 ~¢[eV m e n t r e un gruppo pifl largo di p r o t o n i b c e n t r a t o a t t o r n o 1.15 MeV. Queste energie corrispondono molto da vicino ~lle energie delle risonanze per la reazione 13C(p, ~,)I*N (dove il lqq ~ lasciato allo stato fondamentale). Si trova~ ehe per queste risonanze i r a p p o r t i delle sezioni d ' u r t o per le reazioni (7, P) e (p, T) sono in b u o n o aecordo con il principio del bilancio

244

V. DE S A B B A T A

dettagliato. Questo s t r e t t o accordo t r a le reazioni 14~(y, p)l, C e l'inversa, porta ad esctudere ehe i protoni derivino dalla reazione 14N(T, py')l"C o, per lo m e n o , fl contributo di q u e s t ' u t t i m a d o v r £ esscre piceolissimo; percib 1~ presenza di g r u p p i b e n definiti nella distribuzione energetica implica che questi f o t o p r o t o n i deri~ano da risonanze nell'assorbimento dei 7 e quindi implicano u n a s t r u t t u r a fine della risonanza gigante. LIVESEr [Li 57] studia i f o t o p r o t o n i con raggi T di b r e m s s t r a h l u n g con E .... di 30 e 70 ~¢IeV. I1 c o m p o r t a m e n t o dell'azoto ~ c o m p l e t a m e n t e diverso da quello dei due nuclei che lo circondano, il carbonio e l'ossigeno, pure esamin a t i da Livesey e questo dipende dalla soglia e s t r e m a m e n t e bassa della reazione (y, p) nel lqq e per il g r a n n u m e r o di m o d i in cui possono essere emessi i p r o t o n i quando l'energia dei fotoni incidenti ~ > 20 MeV. L a risonanza vicino a 22 MeV (e questo ~ in accordo con [ H o 52]); (FERGUSON e coll. I F 54] t r o ~ a n o ehe vicino a 22 MeV vi ~ anche u n a grande sezione d~urto per la reazione (7, pn) paragonabile alla (T, P)- Questo risultato ~ in accordo con le esperienze gi~ viste f a t t e in c a m e r a di Wilson da W R m ~ T e coll. [ W r 56] i quali t r o v a n o picchi ben definiti nella funzione d'eecitazione (T, p)). 301

20 10~ Tracce per in t ervaUi di 0.2 MeV

30

1

~

~

~

"M ve n

( a ) 30 MeV

20 10 05 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Energia dei protoni in MeV. Fig. ll. - (a) Distribuzione energetica di 800 tracce di protoni da azoto irradiato con bremsstrahlung da 30 MeV. (b) Distribuzione di 384 tracce da azoto esposto a radiazione di 70 MeV [L 57]. L a distribuzione energetica di 800 tracce nel caso di Em~~ = 30 MeV ~ riport a r o in Fig. 11 (a) e si pub notare un massimo piuttosto largo fra :10 e 11 MeV; anche t r a 13 e 14 M e ¥ s e m b r a che vi sia un altro gruppo (pure questo largo); nella Fig. 11 (b) ~ d a t a invece la distribuzione energetica di 384 tracce per fl caso E .... = 70 M e ¥ : si pub notare u n a certa somiglianza con la distribuzione di Fig. 11 (a).

LE REAZIONI FOTONUCLEARI

E LA RISONANZA

GIGANTF, - II

~4~

R i a s s u m e n d o si pub dire she la reazione (y, p) nel ~ N p r e s e n t a u n a rison a n z a di dipolo a (22.5 ± 0 . 5 ) M e ~ che dg origine a un g r u p p o di p r o t o n i v e r s o i (13.7 ± 0 . 5 ) MeV che l~seiano fl nucleo residuo nelto stato f o n d a m e n t a l e m e n t r e il g r u p p o di p r o t o n i tru 9.5 e 11.0 MeV ~ p r o b a b i l m e n t e d o v u t o alla s o v r a p posizione dei protoni provenienti dalle transizioni ehe laseiano il nucleo 1 Scala per {c) residuo 1~C negli stuti eecitati ~ 3.1, 3.7 e 3.9 MeV. Le distribuzioni angolari sono misurate sep~ratamente per i vari gruppi di p r o t o n i (Fig. 12). I p r o t o n i di energiu tra 5.0 s 8.5 (relativi a J~'7~. o0 F I ~ 60 Em~~ = 30 lV[eV)hanno un massimo verso i 90 ° e presentuno inoltre un~ 60 20 leggera asimmetria in a v a n t i m e n t r e

;o,' ,*l

i protoni con energia > 8.5 MeV (sem40 0 lore relativi ~ E = 30 MeV) h a n n o una distribuzione simmetrie~ a t t o r n o ai 90 ° della forma a + b s i n ~ 0. Per E ..... - - 7 0 MeV i protoni di energia tr~ 2.0 e 8.5 MeV h a n n o un~ distribuFig. 12. - Distribuzione angolare di fotozione ungolare isotropa. protoni da azoto: {a) protoni sopra 8.5 MeV (per E .... 30 MeV); (b) protoni t r~ 5.0 JOHANSSON [ J 58] studi~ 10 spettro e 8.5 MeV (per Ema"= 30 MeV) ; (c) protoni deiprotoni per diversi valori dell'enertra 2.0 e 8.5MeV (E .... =70MeV) [L57]. giu massima dei T di bremsstr~hlung. Lo spettro mostra massimi ben risolti che corrispondono a livelli che in molti casi sono gig noti da altre reazioni. Infine CowrlNi e coll. [Ct 58] usano emulsioni nucleari per misur~re lo s p e t t r o energetieo dei p r o t o n i p r o d o t t i con raggi y di b r e m s s t r a h l u n g a 18, 23 e 30 MeV. Alls 9ifl basse energie di b r e m s s t r a h l u n g t r o v a n o transizioni sia allo stato fondamentale che a stati eeeitati del nucleo residuo m e n t r e la m a g g i o r p a r t e dei f o t o p r o t o n i p r o d o t t i dui y d~ 23 a 30 MsV sembru du attribuirsi al proeesso (y, np).

15N(y, p) RHODES e STEPHE]~S [1:~ 5 8 ] h a n n o studiato la distribuzione angolare ed energetica in emulsioni nucleari dei f o t o p r o t o n i da 15i~ p r o d o t t i con raggi y di b r e m s s t r a h l u n g di 18.7 e 24.6 MeV osservando u n a s t r u t t u r a fins della sezione d ' u r t o in funzione dell'energia dei fotoni. Lu distribuzione angolare dei vari gruppi di protoni pub mettersi nellu f o r m a a + b sin 2 0 ( l + p cos 0) 2 con a/b =

246

v. DE SABBATA

= 1 . 3 9 4-0.44 per transizioni allo stato f o n d a m e n t a l e e protoni da (1.8 --8.0) MeV, con a/b = 0.81 =h 0.59 per protoni t r a (8.0--9.3) MeV m e n t r e per il gruppo di protoni t r a 9.3 e 14 MeV la distribuzione angolare 6 in p r e v a l e n z a sin ~ 0 con a/b t r a 0 e 0.26 e con cocfficente di a s i m m e t r i a p = 0.24.

1'0(7 , n) ]:[ORSL:EY e coll. [ H o 52] studiano col bet atrone di S a s k a t c h e w a n la sezione d ' u r t o per la reazione (y, n) nell'ossigeno con raggi y di b r e m s s t r a h l u n g e trov a n o come gi~ nel 1'1~ un pieco iniziale ehe non v a a t t r i b u i t o all'innescarsi di un processo c o m p e t i t i v o del tipo (y, np) m a p i u t t o s t o alla c a d u t a dell'assorb i m e n t o E2 ed M1 p r i m a della, salita dell'assorbimento di dipolo elettrieo. T u t t a v i a u n a delle p r i m s esperienze in cui viene affaceiata l'idea di u n a e v e n t u a l e s t r u t t u r a fine ne]la sezione d ' u r t o a(y, n) per la fotoreazione sull'ossigeno ~ quella di MO~ALBETTI e KATZ [Mo 53]. I n questa esperienza, in realtY, non si t r o v a u n a s t r u t t u r a fine, m a si n o t a the ]a sezione d ' u r t o m o s t r a oltre all'usuale m a s s i m o della risonanza gigante, anehe un piccolo massimo iniziale. Anzich~ spiegare questo massimo iniziale con la solita interpretazione secondo la quale 12 subito dopo la sogli~ del processo interviene fi 10 contributo della transizione di quadrupolo elet8 trico (che nel caso dell'ossigeno t e r m i n a al di sotto dei 20 MeV [Pr 50]) che ne sarebbe responsabfle, M o n t a l b e t t i e K a t z hanno l'idea E4 di confrontare la c u r v a che d~ la sezione ~2 d ' u r t o con i livelli discreti noti a quelle enerI 0 gie dedotti dalle 4iscontiuuit~ della c u r v a di 14 16 18 20 22 24 26 a t t i v a z i o n e come dati da [ H a 52] (Fig. 13); hv MeV cosl notano che l'intensit£ dei livelli rappreFig. 1 3 . - Sezione d'urto per la sentati in Fig. 13 dall'altezza delle linee reazione a~0(y, n). Le linee verti- verticali segue molto da vicino l ' a n d a m e n t o cali sono poste ad energie in cui della c u r v a the dh la sezione d ' u r t o a(y, n); la curva di attivazione mostra delle discontinuith mentre l'altezza percib Montalbetti e K a t z pensano ehe la delle linee rappresenta lu gran- e u r v a Fig. 13 r a p p r e s e n t i l'inviluppo di lidezza di questi cambiamenti di velli discreti non risolti. pendenz~ [Mo 53]. P e r p r o v a r e questo ]~ATZ e coll. fanno un a esperienza pifi d e t t a g l i a t a [ K 54]. I n questa t r o v a n o alcune discontinuit~ nella e u r v a d ' a t t i v a z i o n e a 15.9, 16.4, 16.7, 17.1, 18.9, 19.3, 20.7, 21.9 MeV. U n ' a l t r a esperienza ehe conferma questi d~ti, m a b a s a t a questa v o l t a sulla rivelazione dh'etta dei neutroni anzich6 sulla ettrva d ' a t t i v ~ z i o n e , ~ quellu di J. GOLDEMBER.G [G1 54].

/\

LE REAZIONI FOTONUCLI]ARI E LA R ISONANZA GIGANTE - II

247

A n t h e A. S. PENFOLD e B. M. SPICER [P 55] esaminano la reazione 160(y, npaO tra :15.6 e 23.2 MeV t r o v a n 4 o u n a s t r u t t u r a fine; in prossimit~ del pitco a :16.03 MeV t r o v a n o c h e l a sezione 4 ' u r t o m o s t r a u n a risonanza con u n a larghezza di (:18=k5) keV. Altri picchi v e n g o n o intel~pretati come manifestazione di strette risonanze nella sezione d ' u r t o . I n base ai calcoli sulle probabilit& di transizione e quin4i sulle larghezze radiative (Gu~E [G 41]) Penfold e Spicer sono p o r t a t i a concludere che al disotto di 19 MeV la reazione procede sulla base di assorbi14 m e n t o E 2 m e n t r e tra 22 e 23 MeV s o p r a t t u t t o sulla 12 base di assorbimento E l . C o n f r o n t a n d o la sezione di urto a 17.63 MeV con quella 10 che si ottiene u s a n d o raggi y del litio si t r o v a the a 8 questa energia la sezione ¢u d ' u r t o fade tra due m~ssimi. .~ ~6 SPICER [ S p 57] r i p t t e l'esperienza per vedere in L, o 4 maniera pifl stmplite 1~

/

/

struttur~ fine entre la risenanz:~ gigantt. La t t c n i c a c l ' a p p a r a t o sono quelli usati d'/PENt'OLD

e SPICER [P

55],

.J

=~

.£ t~ j

~...~O

I

L

[

f

I

1

I

I

e it misure vengono fatte 14 16 18 20 22 24 26 approssimt~tiv~mente ogni Energia dei fotcni ( MeV ) 0.2 MtV a partire dalla soglia F i g . 14. - S e z i o n e d ' u r t o p e r la r e a z i o n e 16()(y, n) fine a 25.1 MeV. La sezione c a l c o l a t a a i n t e r v a l l i di 1 M e V . ( L a c u r v a t r a t t e g d ' u r t o si o t t i t n e dalla curva g i a t a b~ o t t e n u t a c o n il p r o c e d i m e n t o di K a t z e Cai n , t o n [Kt. 51]) [ S p 57]. d ' a t t i v a z i o n e secondo il merode di 1)ENFOLD e LEISS [ P t 5t]. A1 contrario di altri lavori, in cui secondo il m e t o d o delle foto-differenze si f~nno progressivi livellamenti o delle differenze prime t h e si ottengono dalla c u r v a di attivazione, o della curva della sezione 4~urto stessa, qui non si fa ~dctm livellamento (se ad esempio in questo case si ricaltolasse la eurva d ' a t t i v a z i o n e dope aver livellato le differenze prime come fanno KATz e CA~E~o~ [ K t 5111 si t r o v e r e b b e un c a m b i a m e n t o di ~ :10% t r a 16 e 18 MeV.) La Fig. 14 m o s t r a la sezione d ' u r t o ealtolata ogni 1 MeV. L a c u r v a t r a t teggiata fine ,~ 21 MeV si 5 o t t e n u t a facendo il livellamento come K a t z e Cameron. I1 risultato ~ in accordo con quello di HORSLEY e coll. [ H e 52]. I n Fig. 15 ~ m o s t r a t a la sezione d ' u r t o caleolata ogni 0.5 MeV; ~ s t a t a calcolata

248

V. DE SABBATA

dalls stesss c u r v a di s t t i v s z i o n e senzs fare slcun livellsmento: l ' s n d a m e n t o generale di quests c u r v s ~ identico fino s 20 MeV con quello di Fig. 14. S o p r s 20 MeV si t r o v s invece s n c o r s u n s s t r u t t u r a f n e . I1 piccolo massimo ~ 17 MeV compstibile con l~snda 16 m e n t o dei livelli a quells energis come t r o v s t o hello studio della s t r u t t u r s fine d s 14 P ~ F O L 9 e SPICE~ [ P 55] ; s n c h e il picco s 19 ~¢[eV 12 compatibile con un livello (meno certo) a 19.2MeV. Infine in u n a r e c e n t i s s i m s 10 esperienzs KATZ [ K 58] t r o v s ben 9 discontinuit£ nell~ c u r v s d ' s t t i v s z i o n e comprese t r a 15.60 e 17.18XV[eV. -= 5 Esse sono: 15.60, 15.85~ 16.03~ 16.47~ 16.75, 16.95~ 17.02, 17.13, 17.18~ e indi,9°4 ,.... csno s l t r e t t a n t i livelli in ~60.

,t. 2 0 O.,

u~O 14

2o

12'14

Energia dei fotom ( MeV )

Fig. 15. - Sezione d'urto per la ~60(T, n) calaolata a intervalli di 0.5 MeV [Sp 57].

l~O(v, p) P e r i f o t o p r o t o n i il m a t e r i a l e s p e r i m e n t a l e ~ pifi a b b o n d a n t e rispetto a quello che si h a p e r i f o t o n e u t r o n i d s I~O(T, n). Quanto alla distribuzione sngolare SPICEI~ IS 55] esamina i f o t o p r o t o n i ds ossigeno in u n s regione di energia al disotto della risonsnzs gigante e precisamente t r s 13.5 e 18.7 MeV. L a distribuzione sngolare indics ehe si ha prev s l e n t e m e n t e s s s o r b i m e n t o E2 oppure M1 (bench~ ls trsnsizione E1 sis perm e s s s dslla regola di selezione dello spin isotopico). Essa ~ dells f o r m s 56(1 d - c o s ~ 0) e eio~ con un minimo verso i 90 ° (Fig. 16). Quests stessa f o r m s per ls distribuzione angolsre la ottiene anehe quando considers solo i p r o t o n i di energia < 3 MeV. I n o l t r e t r o v a per ls sezione d~urto un m s s s i m o s 14.7 MeV e questo risultato utile per l'interpretazione di esperienze successive sulla s t r u t t u r a fine b a s ~ t a sulls distribuzione energetiea dei fotoprotoni.

LE R]~AZIONI FOTONUCLEARI

F, L A R I S O N A N Z A G I G A N T E

-

II

249

I n f a t t i STEPHE~S e coll. [St 55] e IS 56] esaminano la s t r u t t u r a fine nella aeO(T, p) usando T di b r e m s s t r a h l u n g con E=~ = 25 MeV. L'osservazione viene f a t t ~ in emulsioni nucleari. L o spettro energetico 6 mostr~to in Fig. 17. Si ha che i protoni con energia > 6.5 MeV possono essere 140 emessi solo in trunsizioni allo stato f o n d a m e n t a l e del ~sN. I 120 p r o t o n i di energia al disotto dei 100 6 ~ e V possono essere emessi sia in transizioni ~ livelli eccitati del "~- 80 ~5N sia in seguito all'assorbimento di fotoni di energia Q= 60 < ~, 18 MeV con transizione allo @ st~to fond~mentale del ~N. I1 40 gruppo di protoni di 4.5 e 3.5 MeV pub essere identificato con tran20 sizioni ai livelli 5.3 MeV e 6.3 MeV del 15N rispettivamente~ m e n t r e 20 ~ {~ 80 160 120140160180 quello di 2.4 ~IeV sembra essere Fig. 16. - Distribuzione angolare dei fotop r o d o t t o dalla tr~nsizione dallu protoni. La curva ~ 56(1+cos 2 0) [S 55]. rison~nza osservatu a 1 4 . 7 M e V allo stato f o n d a m e n t a l e del 15N. Si pub cosi tr~sform~re lo spettro energetico di Fig. 17 nell~ curv~ di sezione d ' u r t o d~assorbimento in Fig. 18. Si ottiene u n a s t r u t t u r ~ fine nella re-

I

6o!

A B

5O

C F

~40

~I01 /

1

2

3

4

]

I

I

I

t

I

I

5

6

7

8

9

10

11

Energia dei protoni- (MeV)

12

Fig. 17. - Distribuzione energetica eli ] 123 fotoprotoni da ossigeno [St 55] e [Co 56]. gione della risonanza gigante. L a risonanza principale a 22.4 lV[eV e la s t r u t t u r a fine a 19.6 e 20.6 MeV racchiudono quello che u s u a l m e n t e si c h i a m a risonanza gigante.

250

V. D E SABRATA

Anche CO~E~ e coll. [Co 56] studiano la distribuzione energetie~ dei fotoprotoni usando raggi y di bremsstrahlnng con E ..... ----25 MeV e rivelandoll in emulsione nucleare. La Fig. 17 mostra t h e vi sono diversi gruppi di protoni chiaramente distinti; in particolare gli ultimi tre gruppi (quelli indicati con D, E, F,) consistono sicuramente di protoni emessi nella transizione allo stato fondamentale ½- del ~N perch~ transizioni a stati pih elevati non possono p r o d u r r e

2

012 13 14 15 16 17 18 Ig 20 21 2223~ 2'5 Fig. 18. - Sezione d'urto in funzione dell'energia per transizioni allo stato fondamentale de115N [St 55].

protoni di energia ~ 6.5 MeV. Per quello (the si ~ detto, ciascuno di questi gruppi deve corrispondere a unu risonanzu nella sezione d ' u r t o d'assorbimcnto dei fotoni. Quanto ai gruppi A, B, C, sempre di Fig. 17 questi possono dcrivare sis da transizioni a stati eccitati del lsN (a 5.3, 6.3, e 7.3 MeV) si~ anche da rison~nze in ~ssorbimento di fotoni di minore energi~ e successivo 4ecadimento allo stato fondamentale ([el 15~q.Poich~ l'esperienza precedente di SPIcER IS 55] di cui si ~ detto sopra mostra una risonunza ~ 14.7 MeV (che W~LK~SO~ [Wi 55] attribuisce ad assorbimento E2) sembra di poter attribuire i protoni del gruppo A questa risonanza. Siccome il grupl~o A presenta una distribuzione angolare quasi isotropa, sembra che si possa pensare che cib sia dovuto alla sovrapposizione di una distribuzione del tipo l ÷ e o s 2 0 t r o v a t a da SPACER IS 55] con una distribuzione del tipo 1 + s i n 2 0 che potrebbe derivare dai protoni d'onda p nella transizione 4811o stato 1- di risonanza gigante del ~O a llo stato ~+ del ~N ehe ~ uno stato eccitato a 7.3 MeV. Inoltre fl gruppo B sembra 4erivare d~ tr~nsizioni allo st ato ~- 4i 6.3 5ieV del ~N. Questo perch~ si nora una intensa emissione di raggi ~ associati con il livello 6.3 MeV. Poich~ misure recenti di ruggi -[ emessi nella fotodisintegrazione dell'ossigeno [Sv 56] indieano una forte emissione di raggi -f da 6.3 MeV associata con la 160(-(, p)e ~60(~,, n), sembra che si possa dedurre una grande probabflit£ di transizione allo stato ~- a 6.3 MeV rispetto alle transizioni agli stati di 5.3 e 7.3 MeV e sembru che il gru])po B app~rtcnga propri0 a qucste transizioni favorite.

LiE R E A Z I O N I F O T O N U C L E A R I

iE L A } t l S O N A N Z A G I G A N T E

- II

25I

I I g r u p p o C 6 i n v e c e d i o r i g i n e a s s a i i n c e r t a . E s s o p u b p r o v e n i r e sia d a t r a n s i z i o n i a l l o s t a t o 6.3 ~VIeV sia d a a s s o r b i m e n t o d i f o t o n i d a p a r t e d i u n p a r t i c o l a r e l i v e l l o in ~60 e h e si t r o v e r e b b e v i c i n o a 17 .W[eV. I l a v o r i d i J O H A N S S O N e FOItK30 ~ A ~ [ J o 55] s e m b r a n o i n d i c a r e l'esistenza di tale livello (Fig. 19) (essi u s a n o r a g g i Y di b r e m s s t r a h l u n g con E .... = 20 = 2 1 MeV) m a n o n cosi i n v e c e le m i s u r e di S p i e e r . u P e r e o n e l u d e r e q u e s t a notevole esperienza che dg indic a z i o n i eosi s i g n i f i c a t i v e s u l l a Q' E "o:~10 [J-I s t r u t t u r a fine (Fig. 18) d e l l a risonanza gigante, osservere;~ m o che n e l caso d e l l a t r a n s i 15 16 17 18 19 20 2'1 zione d a l l o s t a t o 1 - del ~60 a Energia d' eccitazione -(MeV) quello f o n d a m e n t a l e ½ - d e l Fi~. 19. - Distribuzione energ'eticgL dei 1)rotoni d a ~sN, si p o s s o n o a v e r e sia ]6(). L a curva dg la distribuzione calcolata dalle p r o t o n i d t h e p r o t o n i s ossia discontinuit'£ nella curva di att, ivazione (y, n). Le freccie indieano la posizione delle discontinuit5 con 1 = 2 o l--0. [ao 55]. Tuttavi~ i protoni 1 = 2 d o w ' e b b e r o e s s e r e ost~colat, i d a l l a b~].rier~ (,entrifuga e si d o w ' e b b e a v e r e a l l o r ~ u n a d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e i s o t r o p a d o v u t ~ ai p r o t o n i (;on 1 ~ 0. L ' e s p e r i c n z a i n v e c e d g u n a d i s t r i b u z i o n e angob~re con u n m a s s i m o a 90 ° ( F i g . 20); q u e s t o m a s s i m o i n d i c a u n n o t e v o l e n u m e r o di p r o t o n i d i m o m e n t o a n g o l a r e :>- 0. U n t a l e n u m e r o d i p r o t o n i d ~ s t a t o 250 o s s e r v a t o a n c h e in e a r b o n i o d a I-IALPERN 200 e coll. [ H 52]. U n m o d e l l o e h e r e n d e e o n t o di u n t a l e a u m e n t o b q u e l l o a p a r t i e e l l e (D ,,. 6-12 MeV "~ 150 ' indipendenti proposto da Wilkinson. Come Q. 5 b e n n o t o in q u e s t o m o d e l l o si s u p p o n e loo + c h e il n u e l e o i n i z i a l e sia b e n d e s c r i t t o d a + + u n o s t a t o di m o d e l l o a shell. L e t r a n s i z i o n i ~ 5O permesse per assorbimento di un fotone 9-10 MeV sono q u e l l e p e r cui n o n pifl d i u n a p a r t i e e l l a E nucleare eambia la sua configurazione. In particolare un protone dali'ultim~ Fig. 20. ~ Distribuzlone angolare orbita 1 ~ elevato ad un orbita 1+1 per dei fo£oprotoni ad a l t a e n e r g i a da 160 [Co56]. assorbimento di dipolo elettrico. Se

~52

V. D E SABBATA

questo protone eccitato ~ emesso p r i m a di interag4_re col resto 4el nucleo egli t r a s p o r t e r g con s~ n a t u r a l m e n t e 1 + 1 unitg di m o m e n t o angotare lasciando il nucleo risultante in uno stato parente, intendendo per stati parenti quegli s t a t i del 151N responsabili dello stesso stato in 1~O ('¢. introduzione). l~el caso dell'ossigeno, saranno probabfli solo quelle transizioni s quegli s t a t i di 151~ che sono p s r e n t i dello ststo fondsmentale dell'ossigeno. Poich~ le transizioni coinvolgono protoni nell'orbits p½ o p~ di 160 eeeitsti a d e o d~, vi sono solo due parenti in 15N (sis in sccoppismento jj che in accopismento L S ) eio~ lo stato fondamentsle ½- e lo stato eccitsto 3- a 6.3 MeV. Come si ~ gig d e t t o i presenti dsti sull'ossigeno combinati con le osservazioni di SVA~TESSON [ S v 56] sui raggi ~, d~ 6.3 MeV sono compatibili con questo modello. Altre due belle esperienze sono quelle di LIVES~,Y [Li 56] e JOnA~SSO~ e FORK~A~ [ J 57]. LIVESEY [Li 56] studia la distribuzione sngolare ed energetica dei fotoprotoni dell'ossigeno rivelando i protoni con le emulsioni nuclesri e usando rsggi y di bremsstrahlung s tre diverse energie massime e cio~ ri~pettivamente a 30, 39 e 70 MeV. Lo studio viene f s t t o appositamente su un nucleo leggero quale l'ossigeno p e r evitare c h e l a bsrriera coulombiana slteri considerevolmente la distribuzione energetica come avviene nel csso dei nuclei medi e pesanti. D'altra parte le esperienze f~tte su questi nuclei medi e pessnti t r s il msgnesio e fl r s m e come quelle di [B 51], [D 50], IDa 55], [To 51], mostrano che la teoria del nucleo composto spiegs le carstterist~ehe principali dell'emissione. l~ei nuclei leggeri invece dove l'effetto della barriers coulombisns ~ trsscurabile e non altera sostanzistmcnte 1s distribuzione energetica, ~ interes.sante vedere gli effetti dovuti ugli stati eccitati noti del nucleo ~esiduo. Cosi nel caso dell~ reazione (y, p) nel 1~O, il nucleo residuo ~ 151~ed ~ noto che questo non ha livelli tra lo stato f o n d s m e n t a l e e gli ststi eccitsti oltre 5 MeV (il primo livello eccitato del 15Ig e infstti di 5.28 MeV) cosiech~ per energie del fotone a 5 MeV dalls soglis di emissione dei protoni (che ~ a ---12.1 MeV), fl nucleo residuo 1~1~ deve essere lasciato nel suo stato f o n d s m e n t s l e per cui 1s distribuzione energetica di questi protoni riproduce l ' a n d s m e n t o della funzione di eccitazione per questa reazione. Si ~ gig detto che SPICE~ [S 55] t r o v s un picco nells funzione d'eccitazione 14.7 MeV m e n t r e altri picchi sono ststi rivelati da JOHA:NSSON e FORKYJ[AN [ J o 55] e STEPH~NS e coll. [St 55]; t u t t e queste misure sono fatte per E ~ che non supersno i 25 MeV. Invece LIVESEY ILl 56] vuole studiare 1s risonanza 4i dipolo pi~t in 4ettaglio per riuscire s locslizzsre la posizione di eventusli picchi entro la risonanza principMe cosl come 6 stato gig f a t t o da 1KATZ e coll. [ K 54] per la (],, n). Estende le misure oltre 1~ zona della risonanza gigante studiando in emulsione nucleare, come si & gig detto, la distribuzione energetica dei protoni con energia > 5 MeV per tre diverse E ~ . del b e t s t r o n e e preci-

L:E I ~ E A Z I O N I

FOTONUCLEARI

]~ LA. I ~ I S O N A N Z A

GIGANT:E

-

II

253

sumente a 30, 35 e 70 MeV, analizzando poi la distribuzione angolare dei vari gruppi tra 35 ° a 145 °. Nelle precedenti esperienze della (7, P) in ~O dove I ' E ..... non supera i 25 MeV, si b visto c h e l a distribuzione energetie~ dei p r o t o n i con energia > 5 MeV /~ dovut~ ai processi the laseiano il ~sN nello s t a t o f o n d a m e n t a l e ; se la m i s u r a vicne estesa a energie pifl alte, c'g la possibilit~ t h e a questa distribuzione contribuiscano anche gli st ati eccitati del ~N, m a questa @ solo u n a piceola probabilit/~ se si tiene presente che la funzione d'eecitazione eade molto rapid a m e n t e dopo la risonanza a 22 MeV. D ' a l t r a p a r t e se la funzione d'eceitazione m o s t m dei massimi in questa regione oltre la risonanza, questi si rifletteranno in massimi nella distribuzione energetica dei p r o t o n i a pifl bassa energiu dove intervengono anche gli stati eccitati del ~sN. P e r questo ~+ i m p o r t a n t e studiare prim~ la distribuzione energetica dei p r o t o n i a pifl alta energia per poi passare alla discussione delle distribuzioni a pifl bassa energia. Per vedere meglio il significato dei vari massimi si sono sfruttate le distribuzioni r i g u a r d a n t i E di 30 e 35 MeV in u n unico i s t o g r a m m a /Fi,~ 21) t h e conferma l'esistenz:~ di almcno tre gruppi di cnergia (a, b, c):

Gruppo

Energi~ del i)rotone

a b ~,

7.5 "-- i).5 8.6 -'- 10.4 10.5 e oltre

] 1)icco dell'energia del fotone i 20.7 ± 0.2 21.9 ~ 0.2 24.0 :± 0.2

sembrt~ ~mche t h e vi sia un picco a 13 MeV nella distribuzione energetic~ dei protoni the corrisponderebbe a un,~ energia dei fotoni di ~ 26 MeV. Alcuni p r o t o n i con energia ~ 7.5 MeV possono aver lasciato fl nucleo residuo 15N in uno stato eecitato; t u t t a v i a g u a r d a n d o le a b b o n d a n z e delle t r a c c e dei gruppi a e c si pub essere sieuri che il g r u p p o a non 6 s t a t o origim~to in questo modo ed 6 proprio d o v u t o ad un picco genuino, ossia ~ u n a risonanza nell'assorbimento, entro 1:~ risonanza principale; non si pub perb escludere ehe alcune tracce del gruppo a originate nell'esperienza con E ..... = 35 MeV siano d o v u t e a stati eccitati dcl 15N. Le posizioni dei picchi a e b sono d ' a c c o r d o con le esperienze di K~Tz e coll. [ K 54] che esaminano ]e ciscontinuit~ nelle curve di attivazione per il 10rocess° ('l, n) e anche le esperienze a pifl a l t a risoluzione come quelle di PE~'FOLD [Pe 55] mostrano delle diseontinuit£ in questa regione e sono ben visibili due gruppi distinti a t t o r n o a 21.2 MeV e 22.6 MeV. I1 f z t t o ehe questi due picchi siano 0.5 volte pifi alti di quelli t r o v a t i in questa esperienza di [Li 56] pub essere d o v u t o alla diffieolth della calibrazione dell'energia del betatrone. 17

- Supplemenlo

al Nuovo

Cimento.

254

v. DE SABBATA I1 r i s u l t a t o i m p o r t a n t e b t u t t a v i a t h e

si p u b c o n f e r m a r e (ton sieurezza

l ' e s i s t e n z a di u n a s t r u t t u r a fine e n t r o lt~ risona,nz~ g i g a n t e ,

6°I

Tracce l)er intervalb di

4O

0.2 MeV

20,.-

Gruppo

126

8'

J

N _~

b

-C

60

100

40

80

20

Gruppo b

60 40

40

20

20

5

7

Grppo

30 °

9

11 13 15 17 Energia dei protoni in MeV

60 °

$

90"

120° 150"

Angolo ~q

Fig. 21. - Distribuzione energetiea per t u t t i i protoni per Em~~ - 30 e 35 MeV [Li 56].

Fig. 22. Distribuzione angolare dei protoni per i gruppi a, b e c [Li 56].

L a n a t u r a delle r i s o n a n z e v i e n e poi s t u d i a t a a n e h e p e r mezzo delle distrib u z i o n i a n g o l a r i dei p r o t o n i alle v a r i e energie e v e n g o n o d a t i i n 17ig. 22 i risult a t i di t r e g r u p p i a 30 e 35 MeV. Si n o r a u n m a s s i m o i n t o r n o ai 90 ° mt~ i prot o n i a p i 6 a l t a e n e r g i a t e n d o n o a d a v e r e u n piceo i n ,~vanti v i c i n o a 80 ° m e n t r e il g r u p p o a h a u n picco v i c i n o a 110 °. Q u e s t a a s i m m e t r i a a t t o r n o allu p e r p e n d i c o l a r e al faseio si v e d e a n e h e conf r o n t a n d o il n u m e r o di tracce r i v e l a t e t r a 35 ° e 85 ° (in a v a n t i ) con quella t r a 95 ° e 135 ° (MUindietro).

Gruppi

In avanti

Indietro

105 ± 10 230 ! 15 210 ~ 15

136 - 12 235 ~ 15 147 ~= 12

[. . . . . . .

a

I

b

I I

('

L~ s t a t i s t i c ~ n o n p e r m e t t e c o n e l u s i o n i d e t t a g l i a t e m a s e m b r ~ p r o b a b f l e u n e a m b i ~ m e n t o d i f o r m s n e l l a d i s t r i b u z i o n e angol,~re dei p r o t o n i ~1 v~ri~re d e l l ' e n e r g i a del f o t o n e a t t r a v e r s o l~ r e g i o n e della r i s o n ~ n z a . I n o l t r e si p u b dire che, poich~ i r i s u l t a t i ~ 30 e 35 MeV sono m o l t o simili t r a loro, ~ da escludere che gli s t a t i e c c i t a t i det 15N li i n f l u e n z i n o i n misur,~ Yisibfie. L a d i s t r i b u z i o n e

L E : R E A Z I O N I F O T O N U C L : E A R I :E L A R I S O N A N Z A G I G A N T E

-

II

:~55

m e d i a t ~ sugli angoli s u p p l e m e n t a r i in m~miera d a elimin'n'e g h effetti a s i m m e triei 5 della f o r m a a+b sin 2 0 con a / b - 0.1 ± 0.05. N o t i a m o infine che l ' e s p e r i e n z a con E ...... - - 7 0 M e V m o s t r a p e r i p r o t o n i di energia > 10.5 ) I e V u n a ~ s i m m e t r i a in ~ v a n t i del t i p o a + b ( s i n O+p sin 0 cos 0) 2 ('on a/b = 0.2 e p = 0.2 il e h e f a v e d e r e 1~ p r e s e n z a di u n piccolo t e r m i n e di quadrupolo. L a m e d i a di t u t t i i d a t i d£ u n a sezione d ' u r t o p a r z i a l e (y, p) per l~ t r a n sizione allo s t a t o f o n d a m e n t ~ l e del ~SN ehe r u g g i u n g e u n piceo di 10 m b ~ 22 M e V e u n altro di 5 m b a 24 M e V con u n ~ sezione d ' u r t o i n t e g r a t ~ tn~ 20 e 25 N e V di ~ 20 M e V m b . C o n e l u d e n d o e r i a s s u m e n d o i r i s u l t a t i o t t e n u t i d a [ L i 56] si h a : a) L,~ sezione d ' u r t o present,~ u n m a s s i m o ,~ (21.9 ~ 0 . 2 ) M e V m i n o r i ( s t r u t t u r ~ fine) a 20.7 e 24.0 MeV.

e pieehi

b) L a sezione d ' u r t o p a r z i a l e i n t e g r a t a p e r t r a n s i z i o n i ~fllo s t a t o fond a m e n t a l e del ~sN ~ di ~ 20 M e V nab ( i n t e g r a t a tr~ 20 e 25 )[eV). c) L a d i s t r i b u z i o n e ~ngolare dei p r o t o n i 5 ~ n i s o t r o p a con p r e f e r e n z ~ di emissione ad ,~ngolo r e t t o con il faseio. d) L a distribuzione ,ungolare m e d i a t a sugli angoli s u p p l e m e n t a r i mo,qtr:~ un m ~ d a m e n t o p r o p o r z i o n a l e a sin ~ 0 p e r p r o t o n i > 7.5 MeV. c) I p r o t o n i con energia > 10.5 MeV m o s t r a n o u n pie(:o in ,qvanti nelh~ distril)uzione angol~re. 40

3O

J

2C L.

E

1234. Energia dei protoni

r] 5

6

7

8

9

10-

-(MeV)

Fig. 23. - S p e t t r o dei p r o t o n i p e r E

= 20.5 MeV [J 573 .

A n e h e JOtIANSSON e FORKMAN [ J 56] e [ J 57] f a n n o u n a ,~nMisi d e t t a g l i a t a in emulsione n u c l e a r e della d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e ed e n e r g e t i c a dei f o t o p r o -

256

V, ]DE S A B B A T A

t o n i d~ ~ O con t r e d i v e r s e E ..... : 20.5, 23 e 26 3 I e V r i s p e t t i v a m e n t e . T u t t i e t r e gli s p e t t r i e n e r g e t i e i m o s t r a n o un,~ b e n m ~ r c a t a s t r u t t u r a , fine (Fig. 23, 24, 25).

40

30 I:b

~20

o10 E

,

,

Energia dei pro toni -( M e V Fig. 24.

-

-I],R,

)

Spettro dei protoni per E .... = 23 MeV [J 57].

Quest,~ s t r u t t u r ~ 5 o v v i a m e n t e d o v u t a si~ ,~ r i s o n a n z e n e l l ' , ~ s s o r b i m e n t o d e i fot o n i sia ~11~ e m i s s i o n e n v ~ r i s t a t i eccit-tti d e l 15N. P e r i n t e r p r e t a r e b e n e e o n v i e n e e o m i n e i a r e d a l l ' ~ n a l i s i dello s p e t t r o f o t o n i c o o t t e n u t o b o m b ~ r d ; m d o

60I 50

4O 3O O

20

El0 1 2 3 ~, 5 6 Energia dei protoni-(MeV)

7

8

9

~0

11

Fig. 25. - Spettro dei protoni per E .... ~ 26 MeV [J 57].

12

13

LE

REAZIONI

FOTONUCLEAI~I

E

LA

I~ISONAN~SA

GIGANTE

- II

:~V

all'energia pifl bassa: in questo caso ( c o n / ~ ..... = 20.5 NeV) si pub essere sicuri ehe i p r o t o n i lssciano iliON hello s t a t o f o n d a m e n t a l e per cui ogni loiceo hello spettro fotonico corrisponde a u n s risonanza n e l l ' a s s o r b i m e n t o dei fotoni. Aumen~ando E ...... , lo spettro dei p r o t o n i d i v e n t a pig complesso; t u t t a v i a conoseendo le risonanze pig basse si pub ealcolare il c o n t r i b u t o d o v u t o a quest,e e sottrarlo. I n questo modo 6 possibile risolvere lo spettro dei p r o t o n i passo per passo usando diverse energie di b o m b a r d a m e n t o . L a Fig. 20 m o s t r a l'and a m e n t o della sezione d'urto, in unitg arbitrarie, o t t e n u t a dalla distribuzione energetica dei protoni (per E ..... = 20.5 MeV) e o n f r o n t a t a con quella ottenutt~ dalle curve di attivazione della reazione (T, n) di KATZ e coll. [ K 54] e PE~-FOLD e SPICEI~ [ P 55]. L ' a c e o r d o i~ s o r p r e n d e n t e m e n t e b u o n o : d ' a l t r ' t loarte il f a t t o ehe l'altezza relativa dei picchi sia in aeeordo con la sezione d ' u r t o i n t e g r a t a per le risonanze come caleolate dalle diseontinuitg della c u r v a d ' a t t i v a z i o n e mostra the l'aecordo non 6 aeeidentale. Note le risonanze al di sotto di 20 3{eV si pub risolvere lo spettro della Fig. 20 o t t e n u t o con E ...... = 23 3IeV. Si 6 per questo s o t t r a t t o lo spettro ottenuto con E ..... -- 20.5 MeV dopo averlo t r a s f o r m a t o ,~ 23 3IeV (usando la distribuzione di SCruFF [8 46]) da quello o t t e n u t o con E ...... - 23 3leV.

4O 3O ~, (,j

20

I

(J

'-(3

10

0

_

k

~-10

Energia dei protoni

(MeV)

Fig. 26. - S p e t t r o dei proi:oni c o r r i s p o n d e n t e a d a s s o r b i m e n t o det f o t o n i (;on el~ergia tr,~ 20.5 e 23 ~[eV [ J 57].

I protoni di energia compresi tra 6.2 e 7.8 MeV sono quelli the corrispondono a transizioni allo stato f o n d a m e n t a l e e i due spettri (que]lo di 23 MeV e quello t r a s f o r m a t o di 20.5 5IeV) mostrano, come ci si deve attendere, lo stesso a n d a m e n t o . Dopo la sottrazione si ottiene lo spettro di Fig. 26 t h e corrisponde all'assorbimento di fotoni con energia tra 20.5 e 23 MeV. La m a g g i o r

258

V. D E

SABBATA

p a r t e dei protoni (~ 70/o) o/ m o s t r a un largo pieco t r a 8 e 10 MeV; la p a r t e dello spettro tr& 4 e 8 5[eV ~ poco signifieativ-~ per gli errori statistiei introdotti dalla sottrazione m e n t r e il gruppo di protoni t r a 1.5 e 4 MeV deve eorrispondere a transizioni agli st&ti eccitati del ~2~-. I1 f a t t o che fi limite superiore di questo gruppo sia 4 3IeV s e m b r a indicate t h e questi protoni corrispondono transizioni, allo stato 6.3 MeV del ~2~-. Allo stesso m o d o si 5 f a t t n la differenza t r a gli spettri a 26 e 23 MeV e la Fig. 27 m o s t r a lo spettro dei protoni provenienti dall'assorbimento di fotoni

50 40 30 20

F'--"-,

0 IlJ

I

I

I

1

2

3

J

4

I

5

Energia dei protoni

I

I

5 ~ 7 (MeV)

I

]

I

I

I

i

8

9

10

11

12

13

Fig. 27. - Spettro dei protoni corrispondente ad assorbimento dei fotoni con energia tra 23 e 26 31eV [J 57]. tra 23 e 26 5[eV; ei6 v a d'accordo con transizioni &gli stati eceit~ti del I~N di 6.3 e 7.3 l~[eV, m e n t r e non vi 6 evidenza di un gruppo the eorrisponda ,~ transizioni ai primi due stati eccit~ti. L'identificazione dei vari gruppi di protoni p e r m e t t e la costruzione della sezione d ' u r t o per 1~ reazione (7, P) in 1sO (Fig. 28). I1 confronto di questa (% p) con 1~ (7, n) m o s t r a che gli a n d a m e n t i generali sono a b b a s t a n z a simili; si t r o v a n o due discontinuit~ nelle c a r v e di uttivazione a 20.7 e 21.9 MeV come gi~ [ K 54] per la (~,, n). Non s e m b r a inveee conf e r m a t o il valore
LE

REAZIONI

FOTONUCLlgARI

]g L A R I S O N A N Z A

GIGANTt~

- II

259

[ J 57] s u g g e r i s c o n o d i s t u d i a r e l a r e a z i o n e i n v e r s a ~SN(p, y ) ~ O p e r v e d e r e d i r i s o l v e r e le d i s e r e p a n z e col l a v o r o di [S 55]. ~ i m p o r t a n t e f a r e u n e o n f r o n t o

Sezione d ' u r t o ( m b )

30

i

20 [

1

10

i

0

24f

22

~ ' i3÷

2O E

J..~+ 2

18!

2

> (D

¢0

14

t~

12 Fig'. 2s.

1

1

t

1

1

1

'60

15N - -

- Live]li per I~L fotodisintegr,%zione di ~;(). L~ sezim~e d ' u r t o b. ril)orl~ta ,% sinist.r~ [J 57j.

I r a le s(,zioni d*urto ('[, 1)) e (5", n) p e r It, i n f o r m a z i o n i ('he se ne ])ossono t r a r r e sulla, i n d i p e n d e n z a d a l l a ('ari(.a dell(, forze nu(.lea.ri (v. GF,LL-51A.X X e r~l ) ] ],J.E(,I t [ G 53]); se lc forze n u c l e a r i son() i n d i p e n d e n t i dalb~ ('aric~ ~llor~ 6.2-73 MeV le s c z i o n i d ' u r t o (-(, p) e ('l', n) d e v o n o essere i d e n t i ( ' h e p e r o g n i s t ~ t o i n d i v i 4.4-5.0 Me~ dingle in f u n z i o n c d e l l ' a n g o l o e d e l l ' e n e r gia, a p a r t e le ( ' o r r e z i o n i chc si d e v o n o 1.0 fare p e r il f a t t o r e di p e n e t r a z i o n e dell~ barriera. Q5 0.5 I1 (.onfronto con i r i s u l t a t i t e o r i c i 1+0.6c o s ' O m o s t r a ('he l ' i p o t e s i i d e l l ' i n d i p e n d e n z a o 3o go 90 0 ab go 90 d a l i a (.arica n o n b in c o n t r a s t o con i 1.6-28 Me~ risultati sperimentali ma~ cib n o n si d e v e a t | r i b u i r e u n p e s o e c c e s s i v o a c~u1 . 0 ~ sa d c g l i e r r o r i d c i va.lori s p e r i m e n t M i .

Fig. 29. - Distribuzione angolare per i gruppi di protoni nel caso di ~ l n a X = 2 0 . 5 ~ [ e V [ J 57].

0.5[ 1+01 sen'O 0

30 60 90

260

V. D E SABBATA

Si trov~ che per energie tra 16.5 e 1.8.9 3IeV l'accordo migliorc lo si h,~ per l = i mentre per energie tru 20.5 e 24.0 5IeV lo si ha per l = 0. Vediamo invece di confroIltare i risultati con i due modelli usuali quello del nucleo coml~osto e que]lo di W~LX~SON [W 55]. Le distribuzioni angolnri dei v~ri gruppi di protoni sono mos~rate in Fig. 29, 30 e 31. I1 gruppo di protoni proveniente dallu risonunza a 17 MeV ha una distribuzione angolare dell~ form~ ] + 3.5 sin ~ 0. Assumen4o che veng~t formuto un ben determinato st~to

74-9.0 MeV

9.0-100 MeV

9.2-10.2 MeV

4.2-5.4 MeV

1.C 0.5 1+0.3 sen2~ Ii 1+014sen,20 03() 60 90 0 30 60 90 74-10.0 MeV 1.0

S

0.5 1+0.4 sen~O o Fig. 30. - Distribuzione angolare per i gruppi di protoni net caso di E~,~ = 23 MeV [J 57].

1+005 cos2e I

I

I

f

3.0-4.0MeV

/ 1+18 sense [

I

FiK. 31. - Distribuzione angolare per i gruppi di protoni nel caso di E = = 26 MeV [J 57].

intermedio [ J 57] cMcola, n o l e disLribuzioni angol~ri con l'uso de]F~ccoppiam e n t o L S . Si t r o v a che ]o distribuzione angolare ~ in accordo con assorbimento E1 o 3/1 mentre E2 6 escluso. Tuttavi~ con E1 non si spieg~ bene Falt~ percentuale della componente sin 2 0 the corrisponde ~ emissione di ond~ d e the col model]o del nucleo composto dovrebbe pes~re molto m e n o ; inoltre I'emissione con 1 = 2 non sarebbe f~vorevole all'ipotesi dell'indipendenz~ dalla caric~ perch6 con questo 1 il r a p p o r t o (y, P)/(7, n) sarebbe molto ]?i~ gT~nde del v~lore sl~erimentMe. Se l'ussorbimento b M1 si ha emissione con I = 1 ~ percib non si ha 1~ difficolt& suddett~. L~ teoria di Wilkinson predice emissione in ond~ d con un~ distribuzione 1 + 1 . 5 sin ~ 0 the b quindi in accordo (,on quelb~ sperimentale m~ presenta l~ difficolth circa In indipendenza dall,~ caries. Per fl gruppo di protoni provenienti dalla risonanza ~ 19 3[eV la distribuzione angolare ha ]a form~ 1 + 0 . 6 cos 2 0 che esclude E l . Un buon q n d a m e n t o

LiE

REAZIONI

FOTONUCLEARI

lg

LA

RISONANZA

GIGANTE

-

II

261

lo si ha con E2 ma anche M1 pub mettersi in aeeordo con un o p p o r t u n o aggius t a m e n t o dei contributi dM due e~nali di spin. Nella zona della rison~nz~ gigante si assume t h e l ' a s s o r b i m e n t o a b b i a e,m~ttere E l . :Non ~ possibile risolvere risommze separate e lo spettro dei protoni ~ composto di gruppi corrispondenti ~i v~ri livelli del 15N; d ' a l t r a p a r t e non 5 possibile predire a c c u r a t a m e n t e sulb~ base del nueleo eomposto i r a p p o r t i relativi dei v,~ri gruppi di protoni perch5 la prob~bilit~ di transizione dipende fortemente dM futtore di penetruzione che a sua~ volt~ dil~ende d,~ 1 il qmfie dipende dal v,~lore degli spin e parit~ dei livelli del 15N t h e non sono molto ben noti. L~ teoria di Wilkinson inveee prevede transizioni solo ~gli stati p a r e n t i de] ~N the sono due: quel]o f o n d a m e n t a l e e quel]o ,~ 6.3 MeV. L,~ possibilit£ di trunsizione agli Mtri iivelli corrisponde nl c,~so in cui l'energia d'eecitazione 5 divis~ tra due o pifi nucleoni. Altre inform,~zioni circa l'emissione dei p r o t o n i si h~nno d~dla distribuzione angolare sperimentMe (Fig. 31) ehe h'~ lt~ form'~ I + 1 . 1 sin ~ 0 per le transizioni ~dlo stato fonda.mentale. Seeondo it modello del nueleo eomposto tale distribuzione pub interpretarsi come mistur'~ di onde s e p, m e n t r e b anche in a c c o r d o con ta distribuzione previst,~ da WILKINSON" (t + 1 . 5 sin ~ 0). Per l'altro tzruppo di protoni derivante dall~ transizione al livello 6.3 McV, 1~ distribuzione a n g o b m ~ sperimentale b qm~si isotropm Questo b in n e t t o contr~sto con la predizione delb~ teori~ di Wilkinson m e n t r e b in aecordo col modello del nueleo (,olnposto (,he prcvede per questi p r o t o n i di bassa em, r~i:~ una piceolissima, quantith di ond~t d del fitttore di penetrazione. Per i protoni ~'he lasciano il 1aN nella: zmm dei livelli ~ 7 MeY si l r o v a una. distribuzione a/l~olaye sperimentale di ] - / 1 . 8 sin ~ 0 ehe si pub bene interpret~re sull:~ base del nucleo composto. In eonelusione si pub dire the i risultati sperimentali st~d)iliseono (.pine limite inferiore per la formaziene del nueleo ('omposto, circa 1'80°~). Questo b ditIicfle d:~ interpretarsi sulla base del modello ~ p~rticelle indipendenti d o v e b ancor~ possibile l~t formazione del nueleo composto (quando il nucleone ee(;itaro invece di uscire subito urt:t a.ltri nueleoni) m't non con eosi elevata probabilit~; cMeoli teoriei fatti dn GOLDBERGER [G 48] e d~b LANE e ~¢VANDEL [L 55] sul cammino libero medio in m a t e r i a nueleare per le energie t h e interess~mo, d:mno una probabilith di formazione del nueleo e o m p o s t o di (.ire~ il 3 n-/o; o/ questo indica the b piuttosto diffieile spiegare gli attuMi risultati in questa maniem. Cio5 non sembra che si possa,no spiegare i risultati sperimentMi sul]~ base del modello a particelle i n d i p e n d e n t i ; occorre tener c o n t o degli effetti eol]ettivi: ad esempio in t e r m i n i di <(eonfigurazione mista )) [ E 55]; in tal caso l':~ccordo con l'esperienza a p p a r e buono. Infine MILONE e ]~ICAM0 [Mi 57] studiano i f o t o p r o t o n i con raggi -/ di bremsstrahlung di E ..... = 30 ) I e V con emu]sioni nueleari. Poich~ 1~ matzgior p~rte dei protoni di energia > 8 MeV sfug~'e dalle lastre~ si considerano

262

V. DE SABBATA

solo i protoni di energia < 8 MeV e per riferirsi ai protoni che provengono p r i n c i p a l m e n t e dalla risonanza gigante si t r a s c u r a n o anche quelli di E < 4 MeV. L ' a n d a m e n t o della distribuzione angolare dei f o t o p r o t o n i di energfi~ eompres~ i r a 4 e 8 MeV h a la f o r m a earatteristic~ a-kb sin 2 0 con tm evidente m~ssimo 90 ° . I n una suecessiv~ esperienza MmONF~ e (.o11. [Mi 58] ese~o-uiscono irraggiam e n t i contro bersagli gassosi di ossigeno a tre diverse energie massime: 23, 26 e 30 3IeV, studiando 1o spettro dei fotoni. Ottengono un,'t b u o n a evidenza di s t r u t t u r a fine nell'analisi degli spettri a 23 e 26 5IeV, con risonanze in ~ssorb i m e n t o per energie dei "l di 18.8, 19.3, 20.6 e 22.2 MeV, m e n t r e ~li spettri a 30 MeV dhnno altre risonanze a 24 (e a 25.5)3IeV.

I n eonclusione i risultati sperimentali relativi al carbonio, all'azoto e gll'ossigeno m o s t r a n o che questi ire nuclei leggeri, p u t avendo diverse soglie per le emissioni di fotoprotoni, si e o m p o r t a n o in maniera analoga ; i fotoprotoni hanno um~ distribuzione energetica con un massimo che v a a ttribuito ~lla risonanza di dipolo elettrico a 22 MeV (mentre i nuclei residui vengono lasci~ti nei loro stati fond~mentali). Nel caso del '~(' vi sono alcuni massimi ben deftniti corrisI)ondenti a ener~'ie dei fotoni di 21.8, 22.6, 23.3 e 25.8 MeV. Questi sono in accordo anche con le discontinuith the si notano helle curve di attivazione relative agli esperimenti fatti col bet~t.rone per h~ rea.zione (-(, n). Anche le distribuzioni an~'o]ari presentano a n d a m e n t i simili nei ire casi e si ha che i fotoprotoni p r o v o c a t i dai fotoni vi(.ini alla risonanza gigante sono ~nisotropi m a circ~ simmetriei attorno ai 90 ° e in accordo con u n a funzione del tipo a+b sin 2 0 dove il r a p p o r t o a/b ha un valore t r a 0.1 e 0.3. A pifi alte energie i p r o t o n i m o s t r a n o una a s i m m e t r i a in a v a n t i che indiea la presenza di interferenze dipolo-quadrupolo. Nell'azoto vt~ n o t a t o t h e i protoni di piil bassa energia hanno una distribuzione isotropa che pub spiegarsi tenendo presente the questi protoni possono essere p r o d o t t i d~ diverse reazioni e possono lasciare il nucleo residuo in diversi stati eccitati (questo dipende dalla sot~'lia p a r t i c o l a r m e n t e bassa per la reazione (-[, p) nel 14~ ~ differenza degli altri due nuclei ~C e ~s{), rendendo percib aceessibile un pifi gran n u m e r o di stati eceitati del ~3C).

19F(y, n)

TAYLOR e coll. [Ta 54] studiano la s t r u t t u r a fine, usando raggi 7 di bremsstrahlung fino a 17 MeV e analizzando la e u r v a di attivazione a t t r a v e r s o la misura della r a d i o a t t i v i t £ r~+ del lSF ( ~ 1.87 ore): la c u r v a di attivazione viene

LE

REAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA

RISONANZA

GIGANTiE

-

II

263

e s a m i n a t a col m e t o d o delle f o t o d i f f e r e n z e ; o t t e n g o n o u n a b u o n a sensibilit£ verso la soglia de1 p r o e e s s o o r e riescono a risolvere d u e pieehi a 10.6 M e V e 11.2 MeV. T r o v a n o ~nehe u n livello a 12.2 M e V ehe n o n 6 s t a t o i n v e e e t r o v a t o in u n a esperienza sueeessiw~ f a t t a d a GOLDEMBERG e KATZ [ G 1 5 4 ] ; q u e s t i u l t i m i u s a n o la rivelazione d i r e t t a dei n e u t r o n i e o t t e n g o n o i livelli 11.0, 11.5, 1:1.9 e 15.3. I livelli del fluoro sono s t a t i e s a m i n a t i a n e h e p e r m e z z o della rea zione ~O(p, n)~SF e qui si t r o v a n o livelli in n u m e r o m o l t o m a g g i o r e ; t u t t a v i a t r a le due serie di m i s u r e l ' a e e o r d o 6 a b b a s t a n z a b u o n o . Poieh/~ la p a r i t ~ dello s t a t o f o n d a m e n t a l e de1 ~gF b p a r i e lo spin ~-, l ' a s s o r b i m e n t o di f o t o n i di dipolo eond u r r h a s t a t i di spin ~, ~ e parit'£ dispari. P e r quello ehe ritzuarda inveee l'ass o r b i m e n t o di p r o t o n i , essendo lo s t a t o f o n d a m e n t a l e del 'sO u n o s t a t o 0 -+, i p r o t o n i s, c o n d u c o n o a un livello 1+ e i p r o t o n i p a i livelli ½- e ~a-., la c a t t u r a di p r o t o n i di m o m e n t o angob~re orbita.le pifi e l e v a t o c o n d u r r ~ a livelli di pifi alto spin. Percib le due serie di m i s u r e r i s u l t a n t i da.lle ~()(p, n ) ~ F e ~gF(y, n)~*F si s o v r a p p o r r a n n o per quei livelli ehe h a n n o spin 1 e ~ e p a r i t h dispari. Chiar a m e n t e questi livelli non p o s s o n o essere ragt~'iunti da p r o t o n i s, o e o n m n q u e da p r o t o n i di m o m e n t o an.a'olare o r b i t a l e pari.

~'~F(7, p) \VIIETSTONE t~ coll. [\V 561 e s a m i n a n o la distril>uzione e n e r g e t i c a dei f o t o p r o l o n i i r r a d i a m l o con 7"

6 MeV m a gli i m p u l s i d o v u t i a elettroni veloei del N a l d a n n o un f o n d o t h e a u m e n t ~ r a p i d ~ m w n t e al d i m i n u i r e dell'energia). Trova.no u n a ehiara s t r u t t u n ~ film p e r p r o t o n i sia di m e d i a t h e di a.lta energia.. L a risoluzione dei dett, a.gli s t r u t t n r a l i 6 limiLata d~dlo spessore della t,~rgheL~a. J<>HASSSOY [ J 58] nello s t u d i o delle f o t o r e a z i o n i sui nuclei leggeri, e s a m i n a a n e h e 1,~ distribuzione energetiea dei f o t o p r o t o n i dal fluoro m e t t e n d o in evid e n z a v a r i m a s s i m i b e n risolti e o r r i s p o n d e n t i a livelli alcuni dei quMi coin('& d o n o con quelli trova.ti per m e z z o di altre reazioni.

~'Ne(y, 1)) AT~,~I~SOY e coll. [ A 56] r i v e l a n o i fotoprot~oni in c a m e r a di W i l s o n . U s a n o raggi y di b r e m s s t r a h l u n g con un s i n e r o t o n e con E ..... di 23 MeV. I1 p r o e e s s o (y, p) ~ s t a t o s t u d i a t o m i s u m n d o la ~ r,~nge d i s t r i b u t i o n ~> de1 19F di r i n e u l o ed b s t a t o cosi possibile risMire alla r i s o n a n z a gig~nte p e r q u e s t a reazione.

264

v. I):E SABBATA

Questa risonanza ~ in aeeordo con quella del proeesso (7, n) solo se si fa l'ipotesi ehe una eerta proporzione di (-[, p) laseia il ~gF in stati eeeitati. Questt~ proporzione si t r o v a essere in b u o n accordo con i valori dei la~'ori p u b b l i e a t i sul processo ~ F ( p , p',~,)~F. Anche A. P. Ko)~A~ e I. P. YAVAa [ K 57] esaminano in c a m e r a di Wilson i f o t o p r o t o n i irradiando il neon con raggi ,z di E .... = 80 SieUr. La distribuzione angolare dei f o t o p r o t o n i di energia t r a 1 e 15 MeV b della formt~ ad-b sin ~ 0 con b/a ~ 2.5.

OPHEL e WRIGHT [O 58] usano il sodio sia ~.ome sorgente ehe come rivelatore dei f o t o p r o t o n i ; questi vengono p r o d o t t i nel sodio dMla radit~zione monoc r o m a t i e a ~Li(p, ~(). Con questa teeniea si ottiene uno spettro energetieo di f o t o p r o t o n i con un'ottimt~ risoluzione e una a l t a preeisione statistiea. I g r u p p i di protoni osservati eorrispondono a transizioni agli stati del ~2Ne, f o n d a m e n t a l e , 1.3, 3.3, 4.4, 5.4 e 5.7 MeV. Di questi li~-elli solo due (quello a 1.3 e 3.3) sono d'aeeordo con i livelli di 1.28 e 3.35 ben stabiliti in preeedenti lavori (v. [A 49] e [Fo 54]). S e m b r a inoltre (.he si possa identifieare, con 4.4 MeV un livello t r o ~ a t o p r e e e d e n t e m e n t e da FOSTER [Fo 54] a 4.9 MeV. I n v e e e i livelli 5.4 e 5.7 MeV eadono in una regione ehe non 5 m a i s t a t a i n v e s t i g a t a p r i m a di ora.

~aMg, 2~3Ig, 265Ig(-(, n) NATHANS e YERGIN I N 55] studiano i f o t o n e u t r o n i da Mg a.rriechendo ling v o l t a l'isotopo 24Mg e u n ' a l t r a il ~53Ip:. Le a b b o n d a n z e usate sono ung volt,% 99.59, 0.30 e 0 . 1 1 % e u n ' a l t r a ~'oltg 5.87, 92.33 e 1.80°/~, rispetti~-amente per l'isotopo 24, 25 e 26. 3falgrado ]a forte differenza dellt~ soglia del proeesso per i due isotopi ( ~ 9.3 N e V ) i massimi delle risonanze sono molto vieini e preeis a m e n t e 19.5 N e V e 20.3 MeV per l'isotopo ~*3[g e 253Ig r i s p e t t i v a m e n t e e questo m o s t r g t h e le energie E,,, a cui si ha il massimo della sezione d ' u r t o dipendono essenzialmente dal n u m e r o di m a s s a A e non dMla soglia del proeesso. Un risultato analogo 6 o t t e n u t o dagli stessi autori per lo s°~Zr (v.). I n u n a sueeessiva esloerienzt~ YERm.x [Y 56] csamina in dettaglio la sezione d ' u r t o del proeesso (-(, n) per ~43Io', 25~Ig' e 26Ng s f r u t t a n d o fl f a t t o ehe le soglie per questo proeesso nei tre diversi isotopi sono r i s p e t t i v a m e n t e 16.17, 7.53 e 11.12 5[eV (questi dati sono presi dalle tabelle di WAPSTRA [ W a 55]). E eosl possibile misura.re 1~ a('~', n) per il solo ~55Ig in magnesio n a t u r a l e dalla: sua, soglia fino ~ quella del 2sSIg; d,~ 11 a 16.5 3IeV si pub misurare la a(-~,, n) eompost~ di 2~)ig, ~"3Ig senz~ il eontributo di 2~)Ig.

1,E

REAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA

RISONANZA

GIGANTE

265

- II

Si pub inoltre anehe misurare la sezione d ' u r t o dell~ reazione 24~V[g(~(,n)~aMg osservando l'attivit/~ del ~Mg. Con questo m e t o d o , il g r u p p o di S a s k a t c h e w a n [ K 51] e [ K a 54] h~ misurato la sezione d~urto per Mg naturale 16 e 'roche per ~4Mg ottenendo per 14 la (y, n) di "SMg un Inassimo elev a t o a 13 MeV (Fig. 32, 33); in 11 questa esperienza viene assunto ehe quasi t u t t a la sezione d ' u r t o st,--4 8 al di sopra della soglia dell'~4Mg /~'~Mg (y,n) 6 sia d o v u t a al solo ~4Mg ehe nella meseolanza naturale 5 il 78.60% 4 eontro il 10.11% di 2~Mg e 11.29 % di 2GMg. Inveee la a(y~ p), sempre per "~3fg m o s t m ml grande mas8 10 12 14 16 18 20 22 24 simo a 21 MeV (questo b in aecorhv MeV do (.on i dati di TOMs e ~TEPllENS Fig. 32. - Sezione d'urto (y, n) per Mg natu[To 51]). Se quest() b giusto, ei6 rMe (linea continua). L~ eurva tratteggiata per implieherebbe una molto diversa 24Mg 5 ottenuta dalla curva d'attivazione (y, I I ) struttur~t dei livelli del ~.~Mg per (e corretta Ml'abbondanza isotopica di "~Mg in Mg naturMe). La differenza tra ques|e due e('('itazione di protoni da quello curve rappresenla la sezione d'urto del 10.1 ~o per e(,(,it~zioni di neutroni il ehe per 25Mg e d e l l ' l l . l % per 2%Mg'[Ka 54]. in I)ratiea sitsnifi('a ('he non vi b formazione di nu(,leo eomposto con distribuzione sh~tistiea dell'energia fr~ i nueleoni. NAT]tANS e YEI:GIN IN 55] h a n n o g'b'r r i p o r t a t o l~r a(~,, n) per 2~5Ig e 25~[g arricehiti isotopi(,amente; la sezione d ' u r t o del ~Mg(y, n)2'~Mg• e~fleolata eol m e t o d o usuale della attivit'h residua 5 in aeeordo con quella stima, ta per Mg n a t u r a l e ; non lo 5 invece la sezione d ' u r t o per 2~Mg. Come si b gih detto (v. I N 55]) nella regione tra 7.3 e ~Mg(y.p) 30 Mg f \-attiyit~residua 11.1 MeV, la a(y, n) b d o v u t a 25~/ 2~ solo "~ 2~Mg m e n t r e tra 11.1 e 16.6 MeV a 2~Mg e ~6Mg insieme. Ora queste misure di ~SNg sono in disaeeordo non solo nella

Mg

'~,

2

0,

.

5i ]'Mgiy, n o,

6

~-/~----~----~"

if, p)

.

.

.

.

, / , C'Ir"%°'~

,

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 hv MeV

Fig. 33. Sezione d'urto per 2~Mg e 26Mg (la curva tratteggiata 6 la sezione d'urto data da Katz e Cameron [K 51]) [Ka 54].

266

v. DE SABBATA

p r i m a regione m a anche nella seconda, (dove si o t t e r r e b b e l'aecordo solo ass u m e n d o u n a a n e g a t i v a per ~Mg!). Si ~ Mlora f a t t a una ulteriore misura in Mg n a t u r a l e e il risultato ~ fortem e n t e in disaeeordo con i dati p u b b l i c a t i di Fig. 33. Vi b aeeordo fino a 11 MeV (con que]la misurat~ p r e e e d e n t e m e n t e per 2~Mg) dove eominci~ 25 la 26Mg. P e r e s a m i n a r e meglio si sottrae E l~ a di ~SMg da 3Ig n a t u r a l e (solo fino "~ 16 MeV) ottenendo u n a a p e r 20 26Mg the pub essere attendibile. Dalla Fig. 34 si vede che vi ~ b u o n accordo dal]~ soglia fino a 11 5IeV con i d a t i preeedenti di 25Mg. P e r eoncludere si ha lo strano risultato ehe le misure precedenti di Mg n a t u r a l e e 25Mg sono in dis~ecordo nella regione in cui gli altri isotopi di Mg non eontribuiseono alla sezione d ' u r t o di 3Ig n a t u r a l e e implicano u n a sezione d ' u r t o neg~tiw~ per 26Mg. La. m i s u r a (.he ¥E~GL~ [ ¥ 56] fa per 3Ig n a t u r a l e ~ in forte disaccordo con 07 10 15 20 25 i d~ti pubblieati, m a ~ in aeeordo con la MeV ) -~3I~" e impliea u n a sezione d ' u r t o ragioFig. 34. - Sezione d ' u r t o per 2~Mg e nevole per 26Mg. _Non ~ n o t a l'origine ~SMg. L ~ e u r v a e o n t i n u ~ ~ per ] ' i s o t o p o del disaeeordo dell~ sezione d ' u r t o di Mg separato ~5Ig IN 55], 1~ eurva tr~tte~naturale. (La discrepanz~ p o t r e b b e esgiata ~ aneora per ~Mg ma dedotta da sere ea,u s a t a dMla presenz~ di pieeole Mg naturMe [Ka 54], mentre la piccola impurit/t di elementi p e s a n t i oppure eurva g una stima approssimata della a per ~nMg [Y 56]. dalla se,'~rsa conoscenza della dipendenza d~ll'energi~ dei rivelatori di neutroni). Una successiva esperienza 6 f a t t a da SPICER [S 53] ; viene m i s u r a t a la intensit?~ dei fotoneutroni da Magnesio naturale per intervalli di 0.4 MeV dn ~ ~ 17 MeV. L a sezione d ' u r t o t h e ne risulta, ha un massimo a 13.5 MeV; questo in aecordo con i lavori di KA~z e coll., m a non con quelli di ~N,~TgA~S e YERGIN [N 55]. I1 mussimo t r o v a t o d~ IS 58] non pub assegnarsi definitivamente ~ ~SMg od a 2~Mg.

f

,,Mg(NandY)..T.~

Energiadei fotoni (

Mg(7, p) Toz~s e coll. I T 50] o s s e r w n o i fotoprotoni in emulsioni fotografiche usando y di bremsstrMllung con E ..... 25.5 MeV. Come distribuzione a.n-

LE REAZIONI

FOTONUCLEARI

E LA RISONANZA

GIGANTE

267

- II

golare t r o v a n o :

Angolo

30 °

60 °

90 °

No. protoni

79

80

93

1 2 0 ,~

150 ~

65

i

106

m e n t r e c o m e d i s t r i b u z i o n e energetie,~ t r o v n n o :

Fnergia (MeV) No. protoni

2--3 34

r 3-4 73

, 4--5 80

I 5--6 i

66

6--7

7--8

87

62

! 8--9 !

]8

i 9--10 3

I n o l t r e d~ m i s u r e di r a d i o a t t i v i t ~ i n d o t t a trov,~no t h e m e n o del 5~o dei p r o t o n i sono p r o d o t t i d,~ 2 4 ~ g ( n , p), 3 dn ~sMg(y, p) e ~ d,~ 26Mg(y, p). I n una, successiva esperienz~ To)'IS e STEPIIENS [ T o 5J] m i s u r a n o 1,~ distrib u z i o n e energetiea ed ,~ngol~re dei f o t o p r o t o n i da Mg con ,( di b r e m s s t r : t h h l n g di E ...... __ 24 M e V in emulsionc nueleare. Si~ 3Ig n a t u r a l e t h e 25Mg .i,rricchito m o s t r a n o um~ distribuzione a n g o l a r e u n i f o r l n e per t u t t e le energie p r o t o n i c h c . Q m m t o ~lla distribuzione encrgetic~t, quelbt di 25Mg a r r i c c h i t o 5 c o n f r o n t ~ bile con um~ distribuzione (,alcol~ta, s e c o n d o t:~ teori:~ ev:~porativ~; sono s t a t e us~tte ~aric densit'~ di livclli el~ertzetici e u n b u o n a('cordo b st~to o t t e n u t o u s a n d o le densith n o t e dei livelli del "~N~. Tutta,vi~ il n u m c r o dei p r o t o n i b m o l t o m a g g i o r e di quello pI'evisto d a l l a teoria statisti(.a; se perb si t i t h e c o n t o dell(, regole di selezione dello spin isotopico~ si r a g g i u n g e u n b u o n a('cordo. JOHANSSO~ [ J 55] trover i n f a t t i che il r a p p o r t o (V, P)/(~', n) i' in b u o n accordo con i (,,~lcoli di 5[ORI~'AOA [Mo 55] s e c o n d o cui l ' e m i s s i o n e di p r o t o n i 5 il m o d o p r e d o m i n , m t e di d e c a d i m e n t o p e r i nuclei c o n A -- 4n ~ c a u s a delle regole di selezione dello spin isotopico. P o i c h 6 i cMcoli sono b a s a t i sul m o d e l l o ~ nucleo c o m p o s t o , l'~u~cordo r a p p r e s e n t a u n a i n d i c a z i o n e della validit~ di questo modello. 27Al(y, n) D l x o ~ [D 55] d'~ c o m e d i s t r i b u z i o n e ~ngolare dei f o t o n e u t r o n i u n a n d s m e n t o secondo a+b sin s 0 con a / b _ 0.36 ~: 0.29. U s a y di b r e m s s t r ~ h l u n g da 70 M e V e rivel~ i n e u t r o n i con scintill~tori di lucite e solfuro di zineo. Tale esperienz~ 6 f ~ t t a ~nche per altri 6 e l e m e n t i (Pb, Sn, Cu, Fe, C, Be). A n c h e JO~A~'SSON [ J 55] u s n n d o "( di b r e m s s t r ~ h l u n g con E ..... = 65 M e V t r o v ~ un~ distribuzione ~ngolnre della f o r m ~ a+b sin ~ 0 p e r i f o t o n e u t r o n i al di sopra di 5 e 10 N e V .

26~

V. DE SABBATA

ba~GEY~ e I~]~VZ~:~"[Sa 58] studi`%no i f o t o n e u t r o n i d`% Al(7 , n) con r a g g i y di b r e m s s t m h l u n g d`% u n sinerotrone d`% 70 3IeV rivelandoli in emulsioni nucleari. Lo s p e t t r o energetieo dei f o t o n e u t r o n i mostr`% dei m`%ssimi m o l t o l`%rghi a 1, 6 e 9 N e V . Lo s p e t t r o pub m e t t e r s i bene in aeeordo con 1`%teori`% st`%tistiea a s s u m e n d o un`% t e m p e r a t u r a nueleare e o s t a n t e di (1.8 ~ 0 . 2 ) M e Y e solo u n a pieeol`% frazione di n e u t r o n i verso i 6 3IeV pub `%ttribuirsi `%d emissione diretta. I n v e e e MALVa~O [M 58] in uno studio e o m p l e t o del fotoeffetto in ~TA1 o t t i e n e c o m e risultato ehe lo s p e t t r o n e u t r o n i e o per raggi y `%1di sopr`% di 22 MeY c o n t i e n e un`% fr`%zione m o l t o pifi g r a n d e di n e u t r o n i ~'eloei ehe n o n quell`% ehe ei si d o v r e b b e `%ttendere sis sull`% base del modello e v a p o r a t i v o ehe di quello di Wilkinson.

27Al(y, 1o) DIVEN e AL:~I¥ [D 50] osservano 1`% (7, 17) in emulsioni nueleari (',on -( di E ..... = 2 0 . 8 , 17.1 e 11.9. T u t t i i p r o t o n i sono emessi con simmetri`% sferie`% e lo s p e t t r o energetieo e il r a p p o r t o (:r, p)/(-(, n) sono eompatibili con i1 modello statistico nell'ipotesi di un`% densit'2t di livelli eostante o lent`%mente erescente nel nueleo residuo. ..... i .......... Questi risultati sono simili a quelli o t t e n u t i per fl Mg da [T 50]. t~ I n v e c e in altre esperienze f a t t e a ,o energie pifl a.lte dei -(, la distribuk. zione angol`%re n o n present`% pifi 1,% simmetri`% sferie`%, lnf`%tti CAN~RO5 e HOFF~IAaN [C`% 53] e [ H f 53] irradiano fogli di alluminio con E ..... d`% 25 a 65 MeV ed e s a m i n a n o i iototo p r o t o n i p r o d o t t i ai vari `%ngoli in emulsione nucleate. Quelli emessi `% 0 25 60 90 120 155 180 bassa energia a p p a i o n o distribuiti i s o t r o p i e a m e n t e (Fig. 35) ed h a n n o Fi V. 35. - Distribuzione angolare dei proun`% distribuzione energetiea e`%rattoni da A1. • per E~,, = 2 5 MeV, x per teristiea dei proeessi evapor`%tivi, i E ..... = 4 0 MeV, • per E = 6 5 MeV (le p r o t o n i a pifl alta energia h a n n o due curve pifi basse sono del tipo (sin 0 + + p - s i n 0 cos 0) 2) [Itf 53]. distribuzione angolare della, f o r m a (sin 0-~ p sin 0 cos 0) 2 con p ~ 0 . 7 ; la distribuzione energetiea p u o essere r a p p r e s e n t a t a da E ~ ~ (dove E l'energi`% del p r o t o n e ) ; l ' e s p o n e n t e ~, subisee un forte a u m e n t o per un valore

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269

di E , leggermente pifi grande della, met~ del massimo dell'energi~ dei f o t o n i incidenti: ~ circa due nella p r i m a p a r t e e q u a t t r o nella seconda. I risultati sembrano compatibili quMitativamente con il modello a quasi d e u t o n e di Ler i n g e r (una anMoga esperienza ~ f a t t a da [Ca 53] sul tantalio). Sempre ad altu energia DAWSON [ D w 55], [ D a 55] e [D 56] esamina la distribuzione angolare dei f o t o p r o t o n i di energia > 8 MeV. I y u s a t i sono quelli di b r e m s s t r a h l u n g d a un sincrotrone da 70)5eV. Trov~ u n a m a r c a t a asimmetria in avanti. E s a t t a m e n t e tra (2--4), ( 4 + 6 ) e ( 6 + 8 ) M e V la distribuzione circa isotropa m e n t r e per energia ~ 8 MeV il n u m e r o di p r o t o n i t r a 20 ° e 30 ° doppio di quello tra 150 ° e 160 °. Q u a n t o a]lt~ distribuzione energetie~, quest~ stata p a r a g o n a t a sia con quella eMcolat~ per mezzo dell,~ teoria e v a p o r a t i v a con u n a t e m p e r a t u r a nucleare indipendente dMl'energi~ di eccit~zione sia con una formula analoga a quella cMcolata da Courant per il processo diretto e in cui la sezione d ' u r t o dipende dMl'energia come E -g. Si ~ t r o v a t o un b u o n accordo usando 1~ teoria evapor~tiva con u n a t e m p e r a t u r a nucleare costante di 2.1 MeV. (Invece a4 esempio ToMs e STEPttENS I T 5 3 ] per i f o t o p r o t o n i dt~ In, Ce c Bi spiegano la distribuzione energetica p r e a d e n d o un~ dipendenzu della sezione d ' u r t o dMl'energi~ b~sandosi su quell:~ suggerita dMl'effetto diretto di Courant e t r o v a n o una dipendenza come E 3 t h e 5 vicim~ alla. dipendenza E -~ propria, dell'effetto fotoelettrico). Dawson escgue un ~malogo esperimento anchc per il Cu, il Rh e l'Au. A n c o r a ~d Mt:~ energia J o h a n s s o n [ J 55] come t~i,~ per i fotoneutroni, esamina i fotopl'otoni ~l di soi)r~ di 14 MeV (i T us:~ti sono (luelli di b r c m s s t r a h h m g ('on E ...... 65 MeV). L~ distribuzi(me ~ngol~re Inostr~l. un m~ssimo :~ ~0 ° cssendo della forma a + ( s i n 0 + p s i n 0 c o s 0 ) 2 con a = 0.58 e p = 1.35. WHETSTONE e coll. [ W 56] csaminano la distribuzione energetic~ dei fotoprotoni da A1 irr~di:~ndo con y d~ b r e m s s t r a h l u n g di E ...... = 2 2 e 18 MeV e rivelando d i r e t t a m e n t e i protoni con uno s p e t t r o m e t r o (In tecnic~ 5 quella u s a t a per la rivelnzione di f o t o p r o t o n i dM F(y, 9) (v.). Si sono contrite diverse migliaia di p r o t o n i ~ 22 MeV. Gli spettri m o s t r a n o dettagli strutturMi ben definiti si~ per p r o t o n i di m e d i a t h e di Mt~ energia. L~ risoluzione dei dettagli 5 limitata dMlo spcssore dell~} t a r g h e t t a . T u t t e le misure sono state fatte a 90 °. L ' a p p a r a t o sperimentMe us~to 5 ~mche utilizzabile per misure di distribuzioni angolari ed energetiche p r o d o t t e dn fotoeffetto <, diretto ~) negli elementi pesanti. M1L0~E e coll. [ ) I 57], come gi~ per il C, misurano la distribuzione angol~re ed energetica dei fotoprotoni in emulsione nucleare, usando y di b r e m s s t r a h l u n g di E .... = 31 MeV. Anche qui la distribuzione angolnre dei f o t o p r o t o n i dipende dMl'energia di essi (Fig. 36) e si pub porre nella formn a+b sit~~ 0 dove il rapporto b/a cresee M crescere dell'energia. L a distribuzione energetica (Fig. 37) mostra un massimo ~ 5 MeV. Anche BARBER e coll. [B 58] nello studio dell~ distribuzione energetica 18 - S u p p l e m e n l o aZ Nuovo Cimenlo.

270

v . D E SABBATA

ed gngol~re dei f o t o p r o t o n i da A1 con rgggi T o t t e n u t i dg un gcceleratore lineare di elettroni a 40 MeV ottengono evidenza di s t r u t t u r a fine. L~ distribuzione ~ngolare cambia d~ un~ quasi isotropi~ ~ 4 MeV a un notevole massimo in ~vanti ~ 13 MeV.

Nt

i j~3
100

N

15C

..... Diven. Almy

-

AI

10C

50

_--'i.

5C

',k

L

L._

0 Fig. 36.- Distribuzione ~ngolare dei fotoprotoni d~ AI. N = n u m e r o di fotoprotoni osservati con energia E,~ per unit'h di angolo solido in scala arbitrari~ [M 57].

5 E~ 10MeV

15

Fig. 37. - Distribuzione energetica dei fotoprotoni da A1. N--numero di protoni osservati per intervallo d[ 1 MeV [M 57].

2~Si(y, n) e (T, P) P e r questo nucleo non si hanno distribuzioni angolari ed energetiehe dei fotoneutroni. I n v e c e 1~ misur~ del r a p p m ' t o a(-/, p)/a(-f, n) indic~ ehe 1~ teori~ statistica non 6 valida, avendosi un valore sperimentale pifl grande di quello calcolat.o. T u t t a v i a JOHANSSO.~ [ J 55] t r o v a ehe questo r a p p o r t o ~ in aeeordo con i ealcoli di MORINAGA [MO 55] cosi come si 6 visto ~mche per 24Mg, e questo indiea ehe fl mo4ello a nueleo compcsto pub ritenersi aneora valido pureh6 si t e n g a eonto delle regole di selezione dello spin isotopico. Anehe KATz e coll. [ K a 5t] fanno misure sulla sezione d ' u r t o (T, P) e (T, n) in silicio t r o v a n d o un r a p p o r t o a(T , p)la('~', n) di ~ 1 per una energia di 17 ~IeV eontro i --~ 0.05 della teorig statistica.

LE

I~J~AZIONI

FOTOkNUCLEARI

E

LA

RISONANZA

GIGANTlg

- II

2'/1

~Si(y, p)

CUJEC-DoBovI~EK [~ 58] m i s u r a con e m u l s i o n i n u e l e a r i lo s p e t t r o energetieo e la d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e dei f o t o p r o t o n i i r r a d i a n d o fi Si con r a g g i ,( di b r e m s s t r a h l u n g con E ..... = 32 MeV. N e l l ' i p o t e s i ehe vi sia u n solo s t a t o nella configurazione finale (ipotesi v e r o s i m i l e p o i c h 6 il 28Si con i suoi 14 p r o t o n i e 14 n e u t r o n i 6 d e b o l m e n t e m a g i c o due v o l t e con la shell ld:~ p i e n a : debolm e n t e poieh6 la ld~ 6, per eosi dire, u n a sotto-shell), la t r a n s i z i o n e d o m i n a n t e l d ~ - + 1J~ d£ p r o t o n i di energia ( E ~ = 11.6 MeV) d a n d o il m a s s i m o osserv a t o vicino a 9 ) I e V se si usa il v a l o r e E ..... = 20 MeV. P r o t o n i a pi/1 a l t a energia v e n g o n o a t t r i b u i t i all~ t r a n s i z i o n e l d ~ - + 2p~ e ld~--> 1]~; i valori di a,, (sezione d ' u r t o per effetto d i r e t t o ) caleolati dalla f o r m u l a di W i l k i n s o n (a~ = a(F/2W) d o v e a 6 la sezione d ' u r t o d ' a s s o r b i m e n t o , / ' la la~ g h e z z a per emissione d i u n a p a r t i e e l l a e W la p a r t e i m m n g i n a r i a del potenziale o t t i e o complesso), sono in b u o n o a e e o r d o con l'esperienza. L a distribuzione a n g o l a r e dei f o t o p r o t o n i viene d a t a p e r tre diversi g r u p p i di e n e r g i a e si h a ehe i p r o t o n i di pi~ alta e n e r g i a m o s t r a n o u n a f o r t e c o m p o n e n t e sin 2 0 e a n c h e u n a forte a s i m m e t r i a in a v a n t i (p ~ 1). I1 v a l o r e di b/a 6 a b b a s t a n z a in aeeordo (;on quello v o l u t o dal m o d e l l o a shell m e n t r e l ' a s i m m e t r i a in a v a n t i indic~ l ' i m p o r t a n z ~ d e l l ' i n t e r f e r e n z ~ d i p o l o - q u a d r u p o l o . A n e h e EMMA e ('ol]. [E 58] nello s t u d i o della d i s t r i b u z i o n e a n g o l a r e dei f o t o p r o t o n i d a Si m~turale i r r a d i a t o (.on 7 di b r e m s s t r a h l u n g di E .... = 30 M e V t l o v a I l o llna mar('~tta a s i m m e t r i a in ~tvanti con u u m a s s i m o v e r s o i 6~)° p e r il ~'ruppo di p r o t o n i di pifl alta enero'ia, p r e e i s a m e n t e s e r i t t a l~t d i s t r i b u z i o n e antzohrI'e nella forun~ l q-(b sin Oq-c sin 0 cos 0) ~ t r o v a n o b = 0 . 8 e c = 0.6 p e r i p r o t o n i con energia > 7 MeV e b = 0.7, c = 0.4 per i p r o t o n i con e n e r g i a > 5.5 MeV, ossia p = c/b r i s p e t t i v a m e n t e di {}.75 e 0.57. I p r o t o n i eon e n e r g i a 3.5 MeV h a n n o inveee u n a d i s t r i b u z i o n e ang'olare i s o t r o p a . ~lt (7, n) SCRU~IL [Se 56] eere~ di m e t t e r e in e v i d e n z a delle diseontinuit'~ nell'and,tm e n t o della e u r v a di a t t i v a z i o n e per il p r o c e s s o (~(, n). U s a u n b e t a t r o n e c o n E ..... di 22 MeV (=L 20 keV). Misure p r e l i m i n a r i p e r il 160 gi~ s t u d i a t o d a altri, v e n g o n o f a t t e p e r la m e s s a a p u n t o d e l l ' a p p a r e c e h i o ; t r o v a a e e o r d o con i d a t i di [ K 54] e [ P 55]. P e r la ~lp(y, n)a0p trow~ d i s e o n t i n u i t ~ n e l l a e u r v ~ di a t t i v a z i o n e i n d i e a n t e u n a s t r u t t u r a fine della r i s o n a n z a g i g a n t e . ~1[ (,(, p)

~UJEC=D0tlOVISEK [C58] e s a m i n a i f o t o p r o t o n i c o n e m u l s i o n i n u c l e a r i s t u d i a n d o n e la distribuzione a n g o l a r e e lo s p e t t r o energetieo. I 7 u s a t i s o n o quelli di bremsstr~thlung da 32 MeV. L a d i s t r i b u z i o n e e n e r g e t i c a s e m b r a in

272

v. DE SABBATA

accor4o col modello statistico; t u t t a v i a la distribuzione ~ngolare mostru u n a a s i m m e t r i a in a v a n t i che non pub spiegarsi con la teoria statistica e che dim o s t r a che il fotoeffetto diretto non ~ trascurabfle. Secondo LEVINGER [L 58] 10 s p e t t r o presenta un~ form~ diffusa a caus,~ della indefinizione nell'energia degli stati nellu configurazione finale e per questo m o t i v o pub russomigliare a quello dato dalla teoria statistica. ~S(~, p) (~FJEc-DoBovI~EK [C 58] studia anche per questo nucleo, che come il Si 6, debolmente, d o p p i a m e n t e magico (in questo easo la sotto-shell pienu ~ la 2s½) la distribuzione angolare e lo spettro energetico. Anche qui si t r o v a a n buon accordo col modello a shell di Wilkinson. ~CI(~, n) Sempre SCnU~L [So 56] t r o v a diseontinuit'~ nella curva di attiv,~zione m e t t e n d o in evidenza, u n a s t r u t t u r a fine della risonanza gigante. Usa un betatrone con E .... = 22 MeV (4- 20 keV). 4°A(y, n) e (~., p) MCPHERS0N e coll. [ P h 5 4 ] studiano il r a p p o r t o a(y, p)/a(y, n). Questo r a p p o r t o ~ molto g r a n d e e sorprende anche di pifi se si pensa c h e l a soglia (y, p) in argon ~ 2.5 MeV pifi alta di quella (7, n). Inoltre l'energia a cui si ha il massimo per la sezione d ' u r t o ~ >~ 25 MeV per lu a('(, p) m e n t r e la a(y, n) 20 MeV. Anche questa differenza non ~ facilmente interpretubile sulla base di un~ teoria statistica. ~"A('l', p) SPICER [Sp 55] studia la distribuzione angolare ed energetica dei fotoprotoni con ra.ggi -( di b r e m s s t r a h l u n g di E ..... = 22.5 .MeV. L a distribuzione angolare indica che l ' a s s o r b i m e n t o b principalmente di dipolo elettrico m a si ha anche u n a c o m p o n e n t e a s i m m e t r i c a che impliea un termine d'interferenza dipoloquudrupolo elettrico. L a form~ ~ a + b sin 2 0 ( l ÷ p cos 0) con i coeiticienti dati, alle diverse energie, da (Fig. 38): -

per tutti i protoni protoni con E < 3 MeV protoni con E > 3 MeV protoni con E > 4 MeV

a

39 2 45 10

~I ]

b

P

266 160 96 52

0.5 2

1

2

LE

REAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA I~ISONANZA GIGANTE

- II

273

Nel caso dei p r o t o n i s 4 s l t s e n e r g i s (Fig. 38) le c u r v e h s n n o u n m i n i m o s ~ 130 °C, con u n m s s s i m o t r s 60 ° - - 70 °. S e c o n d o il m o d e l l o di W i l k i n s o n (che c o i n v o l g e l s tr~nsizione 1 - ~ l + 1 ) , ls distribuzione s n g o l s r e i m p o n e che i p r o t o n i emessi d s l nucleo 40A sisno princ i p s l m e n t e quelli che h s n n o m o m e n t o a n golsre o r b i t s l e zero e n t r o il nucleo. Ors, secondo il modello ~ shell, l ' u l t i m s o r b i t s p i e n s di p r o t o n i ~ ls 2s½, m s s n c h e ls ld_~ 6 p u r z i s l m e n t e r i e m p i t s . Secondo 280 Wilkinson, t u t t s v i ~ , il c o n t r i b u t o dells ld~ ~ piccolo, poieh~ tr~nsizioni p s r 24c t i c o l s r m e n t e intense si h s n n o se ls p s r t i cells emessa ~ iniziMmente in u n ' o r b i t s chiuss. L s distribuzione e n e r g e t i c s h s inveee 160 u n m s s s i m o s 2.6 MeV e dslle sue e s r ~ t teristiche si d e d u c e u n s b s r r i e r s c o u l o m b i a n s per p r o t o n i +3~C1 di solo 2.5 M e V t ,,', (il v~lore (;lsssico s:~rebbe di 5 MeV), m e n t r e l~ densith dei livelli del C1 ~ u m e n t s con ..{ ,, 0 l'energis t i r e s c o m e exp [E]. Q u e s t o m s s simo per 1~ d i s t r i b u z i o n e ener~etic~ dei protoni 5 eccezionslmente bssso; questo "0 30 70 110 150 5~ s t r s n o ~mdamento e r s s t a t o t r o v ~ t o s n c h e d s p r e e e d e n t i esperienze di \¥IL~I~SON e Fig. 38. - Distribuzione a,ngolare dei fotoprotoni da argon. - tutti CARVER [Wi 51], i quMi e s a m i n s n o ls i protoni, protoni < 3 MeV, a ( y , p ) con raggi y d~ ] 7 . 6 M e V della • • - protoni > 3 MeV. - .... pro~Li(p, ",!)~Be. toni > 4 MeV [Sp 55]. I n o l t r e il m s s s i m o 6 i n s o l i t s m e n t e stretto. [ W i 5 ] ] t r o v s n o s n c h e sltri due m s s s i m i s 5.7 e 6.8 MeY t h e p r o b s b i l m e n t e v s n n o i n t e r p r e t ~ t i c o m e transizioni Mlo st,~to f o n d s m e n t u l e e sl p r i m o s t a t o e c c i t s t o del 39C1. A l t r o risult s t o s t r s n o 5 t h e l s a(y, p) s u m e n t s in u n s regione d o v e 1~ (% n) d i m i n u i s c e (v. [ P h 54]) e ci6 n o n 6 d s s s p e t t s r s i s e c o n d o 1,~ t e o r i s e v s p o r s t i v s .

u 2c

...,--'-{...,

o/

OPHEL lOP 58] f~ esperienze con r s g g i y m o n o c r o m ~ t i c i del 7Li(p, y) d s 17.6 ~ e V . T r o v s t r s n s i z i o n i s livelli n o t i 4el ~ A s 2.16 e 3.75 M e V ed i n o l t r e riesce s risolvere g r u p p i di p r o t o n i di e n e r g i s pifl b s s s s di 2 MeV, c o r r i s p o n d e n t i s livelli del 38A s 4.3, 5.0, 5.4, 6.3, 6.6, 7.3 e 7.85~IeV.

274

v . D E SABBATA

Ca(y, n) AGODI e coll. [A 58] misurano con raggi y di bremsstrahlung lo spettro dei fotoneutroni rivelandoli mediunte il rinculo dei protoni in emulsioni nucleari. Trovano un considerevole numero di neutroni tra 6 e 11 MeV.

Cr(:z, n) FERI%EI%0 e coll. [ F 57] analizza.no la sezione d ' u r t o rivelando i neutroni con un rivelatore a soglia (n, p) la cui sensibilit/~ b circa costante da 5 a 14 MeV ; le curve di eccitazione soap quindi misurate dal]a sog]ia dei neutroni veloei fino a 30 MeV con raggi ,; di bi'emsstrahlung; analizzando le eurve con un metodo di approssimazioni successive, si t r o v a l'esistenza di due massimi separati nella sezione d ' u r t o per l'emissione di neutroni veloci. L'esperienza ~ f a t t a da Ferrero e coll. per altri 24 elementi, ma solo nel Cr, As, I e Ta vengono t r o v a t i i due massimi; questo, seeondo i detti autori, pub essere d o v u t o al fatto ehe questi quattro elementi sono isotopieamente puri (eceetto il eromo in cui la percentuale di s~Cr ~' 1'83.7 %) m e n t r e la mancanza di un secondo massimo negli .dtri elementi misurati pub essere dovuto al fatto the non soap isotopicamente puri, potendo la complessit~ isotopiea mascherare la seconda risonanza. II rapporto sperimentale R tra ]'area del secondo massimo e quella del primo ~ dato da R ~- 0.7 ~ 0.14. Anehe COR¢I~I e coll. [C 8] studiano in emulsioni nucleari" 1~ distribuzione energetica dei fotoneutroni emessi a 90 ° irradiando il Cr con raggi y di bremsstrahlung di E .... = 20 e 30 MeV. Le misure soap fa.tte per confermare o meno l'esistenza di un secoudo massimo nella zona della risonanza gigante come si ~ visto dalle esperienze di FERRERO e ('oll. I F 57]. Effettivamente l ' a u m e n t o di un fattore ~ 3 nell'intensit~ dei neutroni quando si passi da E ..... = 20 MeV a E ...... = 30 MeV sembra convalidare l'ipotesi dell'esistenza di un seeondo massimo. T u t t a v i a a differenza del caso del Ta (vedi) per eui l ' a u m e n t o 6 d o v u t o a neutroni di energia tra 10 e 19 MeV, qui nel Cr la maggior parte dell'aumento b dovuto a neutroni di bassa energia (tra 5 e 10 MeV). I1 tentativo di spiegare il secondo massimo con l'innescarsi del processo di assorbimento a quasi-deutone [Le 51] sembra da escludere, m e n t r e t r o v a eredito l'ipotesi [L 58] che i due massimi derivino dalla separazione di due modi di risonanza che si possono avere nei nuclei deformati, a seeonda della direzione di polarizzazione del fotone (vedi MIGDAL [~/[ 44], DA~-OS IDa 56] e [D 58] e O~:A~WT0 [Ok 56] e [Ok 58]). Gi£ dal 1944 MIGI)AL [M 44] ealcola l'energia media della polarizzabflitA: questa energia media molto vieino alla energia di risonanza, se la risonanza ~ abbastanza m a r e a t a ; ora la polarizzabilit/~ lungo un dato asse 6 proporzionale per un ellissoide,

LE

REAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA

RISONANZA

GIGANTE

- II

~7~

al quudrato dell~ lunghezza di questo asse m e n t r e l'energia di r i s o n a n z a per fotoni polarizzuti lungo questo asse 5 proporzionale all'inverso dell~ radice quadr~t~ delln polarizzabilit~ e quindi i n v e r s a m e n t e proporzionale atla l u n g h e z z a di questo asse. Per nuclei deformati si p o t r £ avere percib lo s d o p p i a m e n t o della risonanzu.

Fe(T, n) DIXON [D 55] d~ le distribuzioni angolari ed energetiehe usando T di bremsstrahlung fino a E ..... = 70 3IeV e rivelando i n e u t r o n i con c o n t a t o r i n scintfllazione di lucite e solfuro di zinco. L~ distribuzione angolare b dell~ f o r m a a4-b sin 2 0 dove il r a p p o r t o b/a ha il valore 0.09 4- 0.25. [D 55] fa le stesse esperienze per altri sei elementi (Pb, Cn, Sn, A1, C e Be).

~"Co(y, p) MANN e coll. [M 52], trovuno per i f o t o p r o t o n i da cobalto irradiato con T da, bremsstrahlung di E ..... = 23 3[eV una grande componente asimmetrica, dcseritt.~ da (silt 0 + 0 . 5 sin 0 cos 0)% Esperienze d'assorbimento di protoni 120 nlostrano the la c o m p o n e n t e asiln110 mctrica w~ a t t r i b u i t a [a transizioni the coinvolgono livclli discrcti nclla 100

90

80

tUtU

70

6oi

•~ 100

5£

90

4O 30 20

~

7(?

m

60

10 I

0

I

30

I

I

60 ' 90

I

120

I

I~

150 180

Fig. 39. - Distribuzione angolare dei fotoprotoni + fotodeutoni da Co. La curva ha la forma (sin 0+0.5 sin 0 cos 0)~[M 52].

ab

50 20

90

110 130 I~)170

Fig. 40. - Distribuzione angolare dei fotoprotoni da Co; i quadrati sono di Mann e Halpern [M 52] mentre i punti sono di [To 54].

276

v . DE S A B B A T A

vicinsnzs dello s t a t o f o n d a m e n t u l e del nucleo residuo. Le distribuzioni angolari osservate sono i n t e r p r e t s t e come risultanti da interferenze di dipolo e quadrupolo elettrico con u n s intensith rela, tiva uguale al 5 °/o (Fig. 39). To~m e coll. [T 54] e [To 54] usano raggi T di b r e m s s t r a h 1 234 56 7 lung con E~---- 24 MeV e riveq 10 luno i f o t o p r o t o n i in emulsione o nuelesre. N o t a n o una asimme~' 5 t tria in av~nti copm~tibile con 1~ precedente esperienza di M . ~ e coll. [M 52]. E s a t t s m e n t e 1~ distribuzione sngolsre ha ls C 30 f o r m a 71~-8 (sin 0 ÷ s i n 0 cos 0) ~ (Fig. 40) m e n t r e ls distribuzione IE energetica v a bene con la teoria ~ lO e v a p o r a t i v s eccetto per il 5 e 10~o che p o t r e b b e d e r i v a r e d~ --4-processo diretto. Ds]le Fig. 40 e 40 41 si vede ehe i protoni aniso>~ 30 tropi hanno u n ' e n e r g i a compresa t r a 3 e 7 MeV. D ' a l t r s 2C I.O p a r t e 1~ distribuzione energe'~ I(; o tics calcolatu secondo la t eori~ ': del processo diretto, presentu un massimo s (5--. 6)MeV; percib la Fig. 4 1 . - Distribuzione angolare di fotoprotoni anisotropia b~p r o b a b i l m e n t e dodi diverse energie da Co [To 54]. v u t a alla presenzs di u n s piecols pereentusle di effetto diretto. Cib che ~ sorprendente in questa fotoreazione ~ l'assenza quasi completa di fotodeutoni. I n f s t t i le energie di legame dell'ultimo deutone, o protone, o neut~one, o psrticella a n e l cobalto sono m o l t o vicine ~ quelle che si hanno nel t a m e dove si osservano molti fotodeutoni. P r o b a b i l m e n t e ls differenzu tr~ cobslto e r a m e ~ colleg~ta con la s t r u t t u r s s shell 4ello stato fondamentale, come ~ indicsto dsl modello proposto ds Wilkinson. Nel r a m e infatti l ' u l t i m o p r o t o n e ~ p i (v. [ K 52]) m e n t r e gli ultimi neutroni occupano la P t e ls /_~ che sono molto vieine f r s loro. Nel cobalto invece si h a un~ shell quasi ehiuss di protoni ]I m e n t r e q u a t t r o neutroni sono nella p~. Questo rende pifi difficile nel cobalto ls unione di un neutrone e un protone con ugual m e m e n t o angolare e spin per dare un deutone sin in un processo di pick-up sis in emissione 4iretts.

58

%

.~E REAZIONI

FOTONUCLEARI

]~ L A

I~ISONANZA

GIGA~NT]~

- 1I

277

:Ni(7, t)) MANN e colt. [M 52] studiano I~ distribuzione angolare dei f o t o p r o t o n i irr~di~ndo il Ni con T di b r e m s s t r a h l u n g di Em~ - 23 MeV. L a d i s t r i b u z i o n e angolare ~ d a t a in Fig. 42. A differenz~ degli altri due elementi (Cu e CO) in eui 5 m e s s a bene in evidenza una eomponente asimmetrica, .~ nel nikel non si riesce a m e t terla in evidenza per via del f a t t o ehe l'intensit~ dei fotop r o t o n i ~ t r e volte pifl gr~nde .~ 250 che non nel Cu e Co. Se si "-volesse m e t t e r e in evidenza -~ 240 u n a e o m p o n e n t e ~simmetrie~ della stess,~ g r a n d e z z a t r o v a t ~ ~ 230 per Co e Cu occorrerebbe una o 220 precisione m~ggiore. JOHANSSON [ J 56], come gi~ per l'ossigeno, ~nche qui z~ 210 Ampiezza de{ rilevatore d~ lo spettro dei f o t o p r o t o n i O I I i I I I i i i rivelandoli in emulsioni nu"~ 200 180 150 30 60 90 120 cleari cd us'redo raggi -~ di o~ 0 Fig. 42. Distribuzione ~ngol~re di fotoprotoni bremsstr~thlung "~diverse ener+ fotodeutoni da Ni [M 52]. gie; risolve cosip~sso per passo

tt

-lo spettro dei protoni sottr~endo, via via t h e a u m e n t a l'energia E ..... , il c o n t r i b u t o della risonanza pifl bassa. Lo spettro dei protoni m o s t r ~ dei m a s s i m i b e n risolti corrispondenti ,~ risonanze in assorbimento. LEJKIN e coll. [Le 56] irradiano fl Ni con E ...... - - 2 1 . 5 , 25.5, e 28.0 MeV. I risultati o t t e n u t i per 28.0 MeV n o n v e n g o n o r i t e n u t i b u o n i (per m a n canza di precisione) e quindi n o n v e n g o n o eonsiderati in dettaglio; la rivelazione viene f a t t a in emulsioni nucleari. Nelle Figure 43 e 44 v e n g o n o m o s t r a t e la distribuzione energetiea e la. distribuzione angolare; q u e s t ' u l t i m a g f a t t a p e r i p r o t o n i sia con energia Ep ~ 3 M e ¥ ehe con E ~ 10 MeV. Si f~ il eonfronto con le curve e~leolate seeondo la teori~ e v a p o r a t i v a per due diverse espressioni ~ol e (o2 della densit~ dei livelli. R i s p e t t o alla m e d e s i m a esperienza f a t t a sul r a m e (v. Cu (y, p)) si t r o v a che l'eecesso di protoni a d ~lta energia ~ u n p o ' superiore. Si pub osserr a r e che fl confronto 4ei d a t i sulla distribuzione energetica dei f o t o p r o t o n i 4al nikel con quelli del r a m e [ L e 56], e del cobalto [To 54] m o s t r a n o t e v o l i somiglianze.

278

v. DE SABBATA

Qugnto 911a distribuzione angolare, questa, a. differenza di quell9 del rame, qugsi isotropg. Qui infatti, nell'ipotesi che nel fotoeffetto si manifesti fl modello 9 shell, il livello superiore ~ it 4Ja a differenz9 del rame in cui il livello

Eym = 2 1 . 5 M e V

Eym= 28.0 MeV

~,Eym= 25.5 Me~

'~\

1000

1000

100(:

8OO

8OO

80O

6OO

6OO

600!

4OO

400

4oo I

200

2OO

20C i

0

4

8

12

18

,~

4

J t

6

12

18

g,o

4

Fig. 43. - Distribuzione energetica dei fotoprotoni > 3 MeV da Ni. Le curve sono calcolate sulla base del modello statistico [Le 56]. superiore per i protoni g il 3p~. Si pub a questo proposito notgre che una eert9 somiglianz9 la si troy9 se si confrontano t u t t i i protoni del nikel per t u t t i i vglori di Em~~ solo con quelli pi~ elcvgti (E ..... = 28.0 c 30.5 MeV) per il rgme [Le 56] (dove interviene 911or9 anche per fl rame il livello 4]a). Inveee g interessante notare 19 somiglianz9 nella 4istribuzione 9ngol9re dei fotoproI E~'=21.SMeV I E¥,'=25.SMeV] ~ toni del nickel con quello del cobalto [To 54], poieh6 i due nuclei hgnno , 8op /s lo stesso livello superio~'e. Un altro studio dettagliato dei fotoprotoni emessi dgl nikel viene fatto d~ SPICEP~ e coll. [S 57] 9nche Fig. 44. - Distribuzione angolare dei per fare un confronto con 19 situafotoprotoni da Ni : A) per protoni > 3 MeV; zione che si ha nei nuclei adiacenti B) per protoni > 10 MeV [Le 56]. del Co e Cu. I n f g t t i 94 es. mentre la distribuzione angolgre ed energetica dei fotoprotoni cti questi nuclei di peso 9tomico medio (Z ~-- 30) si pub spiegare quasi del t u t t o con le teorie statistiche (v. ad esempio [B 51] e [To 54]), tuttavi9 vi sono varie eose che non rientrgno in tale teorig. Cosi ~ strgno fl fatto che l'intensit~ dei protoni (per energie del ~( ~ 23 McV) nel cgso del rgme e del nikel si9 tre volte mgggiore ehe non nel cgso del cobglto. Qui si studigno perb i fotoprotoni d9 nikel usando una energi9 dei -( the ~ 91 di sotto del massimo dell9 risongnz9 gigante per la regzione (v, p) e precisgmente con bremsstrahlung d9 17.5 MeV.

LE

REAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA

RISONANZA

GIGANTI]

-

I[

~7~

L a d i s t r i b u z i o n e e n e r g e t i c ~ ~ m o s t r a t a in F i g . 45 e q u e l l n a n g o l u r e i n F i g . 46 r i s p e t t i v a m e n t e p e r t u t t i i p r o t o n i , p e r il g r u p p o d i (2 --4) e (4 - - 8 ) M e V . La distribuzione energetica 6 in a e c o r d o con c u r v e evu100 p o r a t i v e . L a c u r v a a di F i g . 45 5 c M c o l a t a u s a n d o 80 u n ' a l t e z z a d e l l a b a r r i e r a coul o m b i n n a di 6.9 )/[eV e u n a d e n s i t £ d e i l i v e l l i di 0.9 M e V / , 6O p e r il n u c l e o r e s i d u o di coesperimento b a l t o . Q u e s t o ~ in b u o n ac"3 c o r d o con i d a t i di GRAVES O 40 e ]~OSE~ [ G r 53] p e r lo s c a t t e r i n g a n e l a s t i c o di n e u t r o n i ." . j/v~ b "o e di GUGELOT [ G 51] p e r 1o o 20 s p e t t r o di n e u t r o n i d,~ re~6 zioni nu('le~ri con p r o t o n i di E

A.

"J,)

18 MeV. ~ 0 2 4 6 8 10 L ' a . c c o r d o si o t t i e n e a n Energia de7 protoni (MeV) t h e u s a n d o Ull~ b ~ r r i e r a couFig. 45. - l)istribuzione energetica dei fotoprotoni lombian,~ di M t e z z a 5.6 5 I e V dt~ Ni IS 57]. e u n a densit'£ di l i v e l l i delh~ f o r m ~ e x p [ l . 0 4 El. Q u e s t o i' mostr~t,o nella, c u r v ~ b di F i g . 45. A n c h e in q u e s t o e~tso h~ d e n s i t ~ d e i liw q l i assunt,~ c o r r i s p o n d e Mb~ s t e s s a t c m p e r a t u r ' ~ n u c l e a r e d i 10rim~. Se si ~c-

300 250

~

Tutti i protoni

tra

,oo

÷

÷

50

20

2 e 4 MeV

÷

÷

+

protoni tra 4 e 8 ~ e V I

1

I

I

I

40

60

80

100

120

f

140

1 0

Fig. 46. ~ Distribuzione ~ngolare dei fotoprotoni d a Ni [S 57].

280

v. D E S A B B A T A

eetta l'ipotesi di IAVESEY [Li 55] secondo cui la t e m p e r a t u r a nucleate resta eostante fino ~ eeeita, zioni u 10 MeV s oltre, allora si deve anche usare un~ barriera coulombian~ che ~ pifl pieeol~ dcll'altezza classica (che in questo caso di ,~ 7 MeV}. Sebbene la distribuzions ~ngolare possa ritenersi quasi isotropa, sembrg tuttavi~ di vedere massimi a 50 ° e 120 °. Cib ~ indic~to anche nel lavoro di LEJXIN e coll. [Le 56] che abbiamo gig, visto. Qucsti massimi si n o t a n o anchs per i fotoprotoni dal ~*~T~ [T 55]. D a t a quest~ somiglianza non si eapisce bene secondo Spicer, pereh~ la distribuzione energetic~ dei fotoprotoni dal hike1 possg spieg~rsi con la teorig st~tistie~ mentre Toffs e STEPHENS IT 55] h~nno bisogno di invocare fl fotoeffetto diretto per spiegare i fotoprotoni emessi dal tantalio. Va h o t , t o c h e l a teoria del fotoeffetto diretto non d~ i due massimi a 50 ° e 120 ° nella distribuzione angolars. Bisogna quindi concluders sull~ base di questo lavoro e di quello di LEJKIN e coll. [Le 56] che sebbene la teoria st~tistic~ spieghi bens la distribuzione energetica della maggior p a r t e dei protoni, t u t t a v i a la distribuzione angolare mostr~ pieehi chs non si riescono t~ spieg~re n~ con 18 teoria st~tistica n~ con fl fotoeffetto diretto. Quanto ad ssperienze a pifl alta energia, vi ~ quella di JOHANSSON [J 55] che usa y con E , , ~ = 65 ~ e V ; i fotoprotoni con energia ~ 14 MeV h~nno una distribuzions angol~re con un massimo a 60 ° dell~ formg a ÷ ( s i n Od-p sin 0 cos 0) 2 dove a = 0.94 e p = 1.45 m e n t r s i fotoneutroni con snergia superiors a 5 e 10 MeV v a n n o secondo la ad-b sin 2 0.

Cu('l, n) Pn-mLiPs[P 53] esamin~ la sezione d ' u r t o Cu(,l, n) con un b e t a t r o n s da 20MsV variando ]'encrgi~ massim~ di intervalli di 0.02 McV e questo per vedere ss e'~ o meno una s t r u t t u r a fine. I risultati sperimentali indieano the ssistoao strette rison~nze per cui secondo PHILLIPS sembr~ she la sezione d ' u r t o debb~ essere dedotta sulla base dei livelli energctici del nucleo composto. PI~mnr2s avverte che questo non elimina la possibilitg di un effetto fotoelettrico e si pub concludere c h e l a sezions d ' u r t o g d o v u t a a una scrie di stretts risonanze sovrapposte a un rondo continuo. GELLER S coll. [G 57] esaminano con raggi y di bremsstrahlung di Em~* = 22 MeV la distribuzione angolare dei fotoneutroni d~ Cu rivelandoli con seintillatori di lucite e solfuro di zinco ottenendo una distribuzione quasi isotropa. Se si m e t t e nella forma a-kb sin 2 0, si t r o v a she b/a non pifl grands di 0.12. Iqell'ipotesi che la componente non isotropa sin d o v u t a effetto dh'etto e la restante a processo svaporativo, si ha c h e l a sezione d ' u r t o d o v u t a al processo diretto ~ solo l ' 1 % della totale.

LE

I~EAZIONI

FOTONUCL]~ARI

:E L A

RISONANZA

GIGANTiE

-

1I

281

DlXOr~ [D 55] esamina la distribuzione angolare ed energetiea con T da b r e m s s t r a h l u n g di 70 MeV. L a distribuzione angolare g s t u d i a t a con rivelatori a scintfllazione di lucite e solfuro di zineo, m e n t r e la distribuzione energetiea d e t e r m i n a t a in emulsione nucleate. L a maggior p a r t e dei n e u t r o n i pub attribuirsi a processo evaporativo governato da t e m p e r a t u r a nueleare eostante ( ~ 1.2 MeV) ; la coda alle 60 alte energie ~ attribuita a processo diretto (Fig. 47). 50 , . ~ o La distribuzione angolare 5 circa isotropa indicando una forte ~40 Cb & p r e d o m i n a n z a del proeesso evaporativo. Se si metre la distribuzione angolare nella forma a + b. •sin ~ 0 si t r o v a b/a ~ 0 . 2 3 =k 0.15. O I n realtg ]o studio di DIXON ri~10 E g u a r d a ben 7 elementi (g]i altri sono Pb, Sn, Fe, A1, C, Be) e si 0 2 4 6 8 10 12 14 t r o v a e h e l a distribuzione angolare tende all'isotropia quando si passi Fig. 47. - Distribuzione ener~zetic~ dei fotodagli elementi leggeri a quelli neutroni tIM Cu (istotzramma). I cert;hietti pesanti. sono di Byerly e Slephens LB 51]. Le curve Qucsto i, in a(.cordo con i dati c(mtinlta e tra, ttetzgiata SOliOcah.ohd e per l'eva,porazionc del primo e del secondo nentrone di altri autori [P 50] e [ P a 54] rispettivamen t e [ 1) 55]. mentrc b in disaeeordo con i dati

I ~~i

Byerly and Stephens

{30

Energia dei neutrom (MeV)

di [ P 54], [Po 50], [ J 55]. Questi ultimi tre hanno per certi elementi pesanti b/a = 1; v a perb osservato t h e la rivelazione viene fatt'~ con i eosidctti rivelatori a soglia (per esempio con Al(n, p)) ; ora questi rivelatori rivelano solo n e u t r o n i con energia pih alta di u n a eerta soglia e, praticamente, rivelano quindi i n e u t r o n i di alta energia ; o r a i n e u t r o n i anisotropi sono proprio quelli che h a n n o , in media, energie pifl alte e sono poem in n u m e r o : percib se il rivelatore 5 sensibile a t u t t i i neutroni il r a p p o r t o b/ab cire~ zero m e n t r e se b sensibile solo ~ quelti di a.lta energia., il r a p p o r t o b/a 6 :¢: 0 ed ~ earatteristico del processo anisotropo. Per quello the riguarda la variazione di b/a con il n u m e r o di massa A, oeeorre p r i m a di t u t t o tenet presente t h e nei nuclei pesanti i n e u t r o n i e v a p o r a t i tendono ad avere energia pih bassa poich~ la t e m p e r a t u r a nucleate/~ pih bassa. Ora il rivelatore usato da PlaiCE [ P 54] 5 ~Al(n, p) e quindi l ' a n d a n l e n t o osserv a t o eio6 l ' a u m e n t o di b/a col n u m e r o di massa A 6 allora p r o b a b i l m e n t e eausato dal ra.pido diminuire della sensibflit.g del rivelatore 2~Al(n, p) ai neutronievap o r a t i piuttosto che a un c a m b i a m e n t o del valore di b/a per le sole interazioni dirette.

282

v. D E

SABBATA

I presenti risult~ti mostr~no un a n d u m e n t o di b/a con A nel senso di un~ diminuzione 4i b/a ~1 crescere di A (cio~ nel senso di un~ tendenzu uWisotropiu al crescere 4i A). Poich~ d'altru purte lu rispostu del rivelatore us~to d~ [D 55] (che ~ di lucite e sotfuro di zinco) n o n ~ critic~ sult'energi~ del neutrone, t~li risultati possono intendersi come u n a indic,~zione qualitativa delia r e l a t i v u i m p o r t u n z a del processo di evaporuzionc e del proeesso db'etto. P e r q u a n t o riguarda la. distribuzione energetica i duti sono in accordo con i risultati precedenti di BYERLY e ST]~P~E~'S [B 51] eccetto per le ulte energie: ]u differenza ~ d o v u t a al futto ehe [B 513 usa unu energia mussimu pifl bass~ ( E , ~ --~ 24 MeV).

Cu(7 , n ) e ( y , p ) BYERL¥ e STEPHENS [B 51] e [Bi 51] studiano 1~ distribuzione ungolare ed energetiea dei fotoprotoni e dei fotoneutroni (oltre che deutoni ed ~) con emulsioni nucleari; us~no Y di b r e m s s t r a h l u n g con E .... = 24 MeV. 64

56

150

48

IOC "~~\ ',

..40 =9

i"

~24

~S

I

•

I

o16

:S50®o

_ ,

E8 2 4 6 8 10 0 Energia dei neutroni in MeV

0 2 4 6 8 10 t2 14 16 18

Enerqia dei protoni in MeV dei

Fig. 48. - D i s t r i b u z i o n e e n e r g e t i c a dei neutroni. La curva continua ~ calcolata col m o d e l l o e v a p o r a t i v o e la t r a t t e g g i a t a

p r o t o n i . L a c u r v a c o n t i n u a ~ c a l c o l a t a col modello e v a p o r a t i v o e la t r a t t e g g i a t a

con quello di Schiff [B 5l].

con quello di Schiff [B 51].

F i E. 49. -

Pistribuzione

energetica

Confrontano le intensit~ dei (T, n) e (y, p) e le distribuzioni energetiche con i modelli st~tistici e con quelli diretti t r o v a n d o che nel rume 1~ fotodisintegr~zione consiste essenzialmente nell'ev~porazione di particelle nucle~ri d~l nucleo eccitato (Fig. 48 e 49). (I1 grande n u m e r o di deutoni osscrv~ti v~ p e r b

LE REAZIONI FOTONUCLEARI

:E L A R I S O N A N Z A G I G A N T E

spieg~to con un diverso mecc~nismo, qu~le fl ~ pick-up ~ di un protone d~ p~rte di u n neutrone uscente) : circa i110 % dei n e u t r o n i e p r o t o n i e m e r g e n t i h~nno energie pifl grandi di quelle che ci si a t t e n d e d~ll~ ev~por~zione; questi v~nno ~ttribuiti fotoeffetto d i r e t t o ; ~nche 1~ distribuzione ~ngol~re (Fig. 50) per queste piccole percentu~li di protoni ~ pi/~ ~lta, energi~ ~nisotrop~; inoltre il r ~ p p o r t o (7, P)/(T, n) pi/~ gr~nde di quelto t h e ci si ~ttende d~l modello st~tistico.

6oo j[

II

283

Jr+

500'tutteJi.t;en'e'rgi+e

• ,2. ,.. ~,

Fig. 50. - Distribuzione angolare dei protoni per vari gruppi energetici [B 51].

-

4OF_

E 201

,_.+

._ . -I-

-4-

.+-

"4-

-Jl'-sopra10 MeV ~: -4-

Cu(7, p) MAN~N e coll. [M 52] misur~no l~ distribuzione ~mgolare dei f o t o p r o t o n i us~ndo r~ggi y d~ b r e m s s t r ~ h l u n g con E ..... ~ 25 MeV. T r o w m o um~ f o r t e c o m p o n e n t e ~simmetric~ (Fig. 51) dcscritt~ d~ll~ (sin 0 + 0 . 5 sin 0 cos 0p. Quest,~ distribuzione viene spieg%t~ con u n a interferenz~ t r a dipolo e qu~drupolo nell',~s"~ rO I s o r b i m e n t o del fotone con intensit~ del qu~drupolo del 5 %. V~ n o t ~ t o che i p r o t o n i ~ 110 ,~nisotropi sono quelli di pi~ oj alt,~ energi~. ~ 100 Anzichb, con ~ di b r e m s o str~hlung CHASTEL [C 54] e 9o [C 56] studi~ l~ distribuzione encrgetic~ dei f o t o p r o t o n i ~ 80 rivel~ndoli con emulsioni o Ampiezza del rivelatore nucleari e us~ndo le due rito 70 I i , , ' ghe monocrom~tiche dei 0 30 60 90 1 2 0 150 180' r~ggi Y del litio. I1 r ~ m e Fig. 51. - Distribuzione angol~re dei ~otoprotoni ~llo st~to n~tur~le (miscuglio + fotodeutoni d~l Cu. La curva continua h~ l'espres~i63Cu e ~Cu) e i ~ usa.ti sione (sin 0+0.5 sin 0 cos 0) 2 [~,{ 52].

5

284

V. DE SABBATA

do 14.8 e 17.6 sono di uguale intensitY, I1 valore che si ottiene per la t e m p e r a t u r a nucleare per u n a eccitazione de1 nucleo residuo di 10 MeV ~ di (1.0:J:0.1) MeV; si ~ p a r a g o n a t o lo sl0ettro con la formula e v a p o r a t i v a dove si /~ utilizzata per la intensit~ dei livelli la ~o(E) = C exp [ 3 . 3 5 ( A - 40)~E] ~ (essendo E l'energia di eccitazione del nucleo residuo). L a cm'va sperimentale m o s t r a che l'effetto fotonucleare diretto non sembr~ i m p o r t a n t e essendo compreso tra fl 3 % e i l 9%. Questo 6 in accordo anche con i lavori di LEJ~ e coll. [Le 56] (v. in seguito) che esaminano la fotoreazione ad un'energia E ..... ~ 1 9 M e V (l'effetto diretto cominciu a energia pifl elevata). D ' a l t r a p a r t e si ~ gi/~ visto [D 55] che nello studio dello spettro dei fotoneutroni con E ..... ~ 70 MeV si ottiene u n a t e m p e r a t u r a nucle~re di (1.2 ~: 0.1)MeV. A loro v o l t a GRAVES e ROSE~~ [Gr 53] ottengono u n a t e m p e r ~ t u r a di (0.77 ± 0.08) MeV studiundo ]o diffusione anelastica di neutroni da 14 MeV. I1 r u p p o r t o a(T , P)/a(T, n) 5 t u t t ~ v i a molto maggiore di quello voluto daile teorie e v a p o r a t i v e (come risulta ad es. dai lavori di CHASTEL [CA 50J). Di nuovo con raggi ~C di bremsstrah]ung OS0KI~A e coll. [O 56] esaminano 1~ distribuzione ungolare ed energeticu per Cu arricchito con l'isotopo 65Cu, ]~s~ttamente usano un~ composizione del 93.7% di 65Cu e 6.7 ~o di 65Cu. l~ivelano i f o t o p r o t o n i in emulsioni nucleari e usano b r e m s s t r a h l u n g con energie mussime che variano da 19.8 ~ 30.7 )IeV. Si ha che le caratteristiche dei fotoprotoni da Cu cambiano n o t e v o l m e n t e per energie superiori E .... = 24.0 MeV; questo c a m b i a m e n t o ~ pronunciato s o p r a t t u t t o per fotoprotoni di energia ~ 10.0 MeV. I n ucco~'do con le predizioni dell~ teo~'i~ statistica, il u u m e r o 4el protoni e v a p o r a t i dal nucleo composto ~C deve essere diverse volte minore di quello del ~Cu. Percib il contributo del fotoeffetto diretto ai fotoprotoni 4a 6~Cu deve essere molto pifi grande che nel Cu natur~le.

500

Eym=19.0 MeV

/,~ Ey m = 24.0 MeV

eV 50O

I~f'~

--- w= ~.-

( 4 )3

,\ /

0 '

Fig. 52.

' l'6'~pMeV

0

8

16 gpMeV

~4

8

12

16'gpMeV

Distribuzione energetica totale per protoni ~ 3 MeV dal Cu. Le curve sono calcolate con il modello statistico [Le 56].

LE

REAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA

RISONANZA

-

GIGANTE

II

~85

A l t r a n o t e v o l e e s p e r i e n z u ~ q u e l l ~ di LEJKIN e coll. [ L e 56] che u s a n o u n s i n c r o t r o n e c o n E .... dei y di b r e m s s t r a h l u n g di 50.5 M e V ; i f o t o p r o t o n i v e n g o n o r i v e l a t i i n e m u l s i o n i n u c l e a r i . I1 m e t o d o i m p i e g a t o m u z i o n i eirc~ la d i s t r i b u z i o n e ~mgol~re ed e n e r g e t i c a dei senz~ d i u n n o t e v o l e f o n d o di e l e t t r o n i . I1 r a m e v i e n e e n e r g i e m ~ s s i m e dei y e p r e c i s a m e n t e ,~ E ..... ~ 19.0,

l 0

4

8

~2

16EpMeV

fornisce b u o n e inforp r o t o n i ~nche in preirradiuto con diverse 24.0, 28 e 30.5 MeV.

v Itl 200

100

0

4

8

1:~

16~pMeV

2

6 . 10

14

18~pMeV

Fi~. 53. - ] ) i s t r i b u z i o n e eneTgcth~a dei p r o t o z d ~ 3 M e V da] Cu emessi a diversi a n ~ o l L L ~ r e , l o n e t.z'~t.te~'Ei~t~ rapprcsent.~ i (]~tJ c o m p l e s s i v i per ~']i a n g o l i 28 ~' e ]52 °, m e n t r e

i dati per ~li a~g()]i 88 ° e 92 ° sorio contornati dall'arltro isto~ramma; le curve sono ('~lc()late con la tcoria st:~tistica [[:c 56]. Poi~,hb ~ 28 MeV n o n si b r i u s c i t o a d "~vere l~ n e c c s s a r i ~ p r e c i s i o n e , l a discussione dei r i s u l t a t i b l i m i t ~ t ~ ~flle ~ltre t r e energie. I n Fig. 52 si r i p o r t ~ l~ dis t r i b u z i o n e cnergetict~ dei p r o t o n i di e n e r g i ~ E,, ~ 3 MeV e l~ Fig. 53 d~ l~ dis t r i b u z i o n e e n e r g e t i c ~ dci f o t o p r o t o n i e m e s s i ~ v:~ri a n g o l i 0 r i s p e t t o al fascio dei T. P o i c h 5 gli s p e t t r i dei f o t o p r o t o n i e m e s s i u d a n g o l i s i m m c t r i e i a t t o r n o •~ 90 ° sono del t u t t o simili, si sono s o m m ~ t i i d a t i p e r gli ~ngoli 28 ° e 152 ° p e r o t t e n e r e m ~ g g i o r p r e e i s i o n e e eosi p u r e p e r gli ~ n g o l i 88 ° e 92 °. L~ d i s t r i b u do*

Eym=19.0 MeV

8£

+

6C

+

do"

E y m = 24.0 MeV

+~+

ac

60 +

+

20

2(:

0 3O609O1201500

do"

E y m =30.5 MeV

80

,

,

I

-~-

20 1

0

,4

30 60 90 120 150 0

0

I

I

d~

6 2

0 6o 9o 120 1500

Fig. 54. - Distribuzione angola,re dei fotoprotoni dal Cu: A) per protoni ~ 3 MeV; B) per protoni ~ l0 MeV. Le curve corrispondono a u n a distribuzione sin e 0 (19.0 e 24.0 MeV) e a+b sin e 0 (30.5 MeV) [Le 56]. 19

- SuPpleme~to al Nuovo Cimento.

286

V. DE

SABBATA

zione angolare 4ei fotoprotoni con E > 3 MeV e con E > 10 MeV per le tre energie massime dei y viene d s t a in Fig. 54. La distribuzione energetica viene calcolsta col modello statistico per tre diversi andnmenti della densit~ dei livelli del nucleo residuo e precisamente per (~01 :

COSt exp

[~//~A

-- ~O)~ER],

usato d~ Weisskopf, ~

= cost e x p [ V ~ A

-

4o)*E.],

usato da [D 50] e [B 51], cost

per

0
< 3 MeV

co~

per

E B ~ 3 MeV

0) 3 :

(per tener conto de1 fatto the la densit~ dei livelli a pieeole eeeitazioni cresc~ pifi l e n t a m e n t e di quanto ci si a t t e n d a dalla legge esponenziale); dove E R l'energia d'eecitazione E R = E . ~ - - E o - - E " (essendo E o l'energi~ di legame del protone). I1 cslcolo ~ f a t t o per G3Cu e per 6aCu; poichb per6 il contributo dell'isotopo pill pesante allo spettro di ew~porazione b trascurabile (5 °//o nel esso ~ol) le curve si riferiseono a 6.~Cu. Dalla Fig. 52 si vede ehe lo spettro dei fotoprotoni mostra un eccesso di particelle veloci rispetto alla distribuzione esleolata con le densit~ dei livelli ~ol e o~2 (e cib b in secordo con []3 51]). La densit'£ (lei livelli descritti da (03 d/~ infine una distribuzione fortemente discordante con lo spettro sperimentale. Cosi nessuna delle tre espressioni per o)(E,) rende conto soddisfacentemente della osservata distribuzione energetica dei fotoprotoni. D ' a l t r a psrte gli spettri di Fig. 53 m o s t r s n o che mentre la distribuzione energetica per gli angoli 0 = 28 ° e 152 ° ~ in buon accordo con lo spettro evaporativo (calcolato per (9~), quello per gli angoli vieino u 90 ° si sllontana g r a n d e m e n t e da quello csleolato. I n conelusione i risultati sono in n e t t a eontraddizione con la teoria statisties. Anche la distribuzione angolare mostra u n s elevsta snisotropia ehe non pub spiegarsi con la teoria statistica. Come si vede dalls Fig. 54 la distribuzione angolare dei protoni veloci (Ep ~ 10 5[eV) per E ..... -- t9.0 e 24.0 MeV descritta da sin 2 0 mentre per E ..... = 30.5 MeV da a+b sin 2 0 con b/a ~ 0.8. La discrepsnza dalla teoris statistics sembra d o v u t a s interszione diretta tra il raggio 5' e i protoni individuali nel nucleo. Sembrs the il contributo di questo meccanismo per E ..... = 24.0MeV sis ~ 40°0. Sembrs inoltre c h e l a msggior p s r t e dei fatti sperimentali possa ben spiegarsi nell'ipotesi che nel fotoeffetto si msnifesti la s t r u t t u r s ,~ shell. Secondo lo schema di KLIN'KENBERG [ K 52] il nucleo di t a m e corrisponde alle eonfigurazioni per i protoni ( l s y ... (4ji,)2(3p~)l.

LE

REAZIONI

FOTONUCL]~ARI

1~ L A

RISONANZA

GIGANT]~

- II

~87

L a stretta ~nMogi~ della distribuzione energetiea e angolare per i p r o t o n i veloci E .... = 19.0 e 2 4 . 0 MeV v~ consider~ta come evidenz~ che questi p r o t o n i sono espulsi dM livello 3p~ dM r~ggio ~,. A energie pi~ Mte il n u m e r o di p r o t o n i veloei deve contenere anche i p r o t o n i che p r o v e n g o n o dal livello pill basso 4].~. I1 f a t t o che l'~nisotropia decresce a l l ' a u m e n t a r e dell'energia, pub consider~rsi come evidenza che i p r o t o n i ehe occup~no il livello pitl basso h a n n o m o m e n t o angolare pifi elevato (v. [C 51]) e questo ~ in ~ecordo con lo schem~ di [ K 52]. V~ t u t t a v i ~ n o t a t o che secondo Courant la distribuzione angolare per E ..... = 19.0 e 24.0 MeV che v~ come sin 2 0 n o n corrisponde ~1 fotoeffetto del livello 3p.~ perch5 d o v r e b b e essere presente anche u n a c o m p o n e n t e isotropa. Per q u a n t o riguard~ esperienze ~ energie pifi elevate DAwso~~ [ D w 55], I D a 55] e [D 56] esperiment~ con T di b r e m s s t r a h l u n g d~ un sincrotrone di E ..... = 70 MeV. Per spiegare la distribuzione energetiea oceorre tener conto sin del processo evapor~tivo ehe del processo diretto. Q u a n t o M p r o t o n i evaporati, un buon ~ n d a m e n t o lo si pub t r o v a r e usando u n a formula ev~porativ~ con una t e m p e r a t u r a costante, di 1.] MeV; i p r o t o n i diretti sono circa il 30 %, Qu~nto all~ distribuzione angol~re, si h~ isotropia ~ t u t t e le energie; n o n si pub escludere del t u t t o un~ piccol~ c o m p o n e n t e anisotropa per il g r u p p o ad alt,~ energi~. (Con lo stesso app~rato sperimentale Dawson esamina anche i nuclei di A1, ]~h, Au).

Zn(% p) OSOKINA e coll. [O 56] esaminano lu distribuzione angol,~re ed energetic~ con 7 di bremsstrMflung con E .... che variu da 19.8 ~ 30.7 MeV. Lo studio f a t t o con le emulsioni nuclenri; si t r o v n t h e queste distribuzioni sono m o l t o sensibili a E ....... . Cosl la distribuzione angolare dei f o t o p r o t o n i di alt~ energia ( > 9.0 MeV) che ha 1~ forma 1 + 2 . 5 sin 2 0 per E ..... < 23.0 MeV, divent~ m o l t o pih isotropa a E ...... ~ 23.3 MeV. L a sezione d ' u r t o di questo processo cresce fortemente a E ..... --~ 24.0 MeV e poi decresee per E ..... = (29 + 30) MeV.

'~As('r, n) I~E]~R~RO e coll. I F 57] come gi'~ per il Cr, misurano 1~ sezione d ' u r t o (y, n) con raggi y di b r e m s s t r a h l u n g t r o v a n d o due massimi nella zona della rison~nza gigante con r a p p o r t o R tra l'are~ del secondo massimo e quello del primo, R ~ 0.6 i 0.12.

288

V. DE 8ABBATA

Br(~,, n) KATZ e coll. [ K a 52] analizzano le sezioni d ' u r t o in funzione dell'energia Relle reazioni (~, n) sull'S~Br che lasciano l'S0Br nellos t a t o f o n d a m e n t a l e e negli s t a t i eccitati, facendo considerazioni sul r a p p o r t o delle due sezioni R'urto sulla base dei modelli statistici; il r a p p o r t o dipende dagli spin dei livelli eccit a t i in cui ~ lasciato l'S0Br. L'analisi b a s a t a su questo p u n t o di vista, conduce a risultati in accordo con il r a p p o r t o misurato. Come valori t r o v a n o per lo stato f o n d a m e n t a l e u n a a .... di 88 m b e per lo stato cccitato una a .... di 42 rob. A m b e d u e questi massimi si hunno per una energia intorno ai 18 MeV.

Br(y, p) Wi4FFLEI~ [W 53] studia i f o t o p r o t o n i nelle emulsioni nucleari b o m b a r d a n doll con raggi ~/ del litio e t r o v a valori che r a p p r e s e n t a n o A g e Br insieme. Cosl la distribuzione energetica m o s t r a un massimo m a r c a t o vicino all'energia m a s s i m a ( ( 1 0 - 12.2)MeV) chc eorrisponde a quei protoni, circa fl 1 2 % dei totali, che lasciano il nucleo residuo vicino al suo stato fondamentale. L a distribuzione angolare di questo gruppo di p r o t o n i ad alta energia pub essere descritta dalla espressione 0.186 + s i n ~ 0 (1 + 0 . 6 5 cos 0).

~oZr, 91Zr(7, n) I n u n a esperienza analoga a quella f a t t a per gli isotopi del Mg (v.) bTATRA~'S e Y]~RGI~ [ ~ 55] misurano la a(¥, n) con energie dei raggi 7 dalla soglia del processo fino a 24 MeV rivelando neutroni p r o d o t t i per irradiazione di bremsstrahlung su isotopi separati (le abbonda.nze usate sono u n a v o l t a il 98.66, 0.77 e 0.34 per eento e u n ' a l t r a v o l t a il 12.3, 75.1 e 10.5 per cento r i s p e t t i v a m e n t e per l'isotopo 90, 91 e 92). Malgrado la grande differenza di soglia del processo (Y, n) per fl 9°Zr e il 91Zr che ~ di ~--5.0 MeV, i massimi della risonanza gigante sono molto vicini per i due i s o t o p i e p r e c i s a m e n t e a 16.0 MeV per 9°Zr e 16.2 MeV per 91Zr con u n a a ..... r i s p e t t i v a m e n t e di 185 e 200 mb. Si osserva inoltre u n a larghezza molto piccola rispetto a quella d a t a dai nuclei ch'costanti; infatti F ~ r i s p e t t i v a m e n t e 4.1 e 5.4 MeV per i due isotopi e tale piccolezza v a p r o b a b i l m e n t e a t t r i b u i t a M f~tto che il 9oZr h a un n u m e r o magico di neutroni (N =-50). I1 f a t t o che i picchi di risonanza per i due isotopi sono molto vicini malgrado la notevole differenza della soglia del processo, lo si ritrova come si ~ gi~ visto anche per i due isotopi ~4Mg e ~SMg del magnesio studiati dagli stessi autori [ ~ 553.

L~.

REAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA

RISONANZA

GIGANTE

- II

289

~00Mo e ~Mo(v, p) BUTLEI~ e ALMY [B 53] con un b e t a t r o n e di E ..... = 22.5 MeV s t u d i a n o in emulsione nucleare 18 distribuzione angolure ed energetica dei f o t o p r o t o n i s e p a r a t a m e n t e da l°°Mo e 92~¢[o. ]1 p r o t o n e del 92~Io ~ m e n o legato del n e u t r o n e per u n a q u a n t i t £ di circa 5.0 MeV m e n t r e p e r il IOOMo e pifi legato del n e u t r o n e per 2.4 MeV. lqel 100Mo fl n u m e r o dei (y, p) supera quello della teoria statistiea (a s e c o n d s dei p a r a m e t r i scelti nei calcoli, questo eccesso v a r i a da 20 a 125 volte) e il r a p porto a(y, p)/a(y, n) b per fl 100Mo pi/t g r a n d e di quello v o l u t o dalla teori~ statistica. Pereib la m a g g i o r p a r t e dei p r o t o n i deve derivare d~ processo diretto. L~ distribuzione energetiea osservat~ ~ in aecordo con quells caleolata osservando la sezione d ' u r t o speriment~le a(y, p) e a s s u m e n d o come distribuzione della densit~ dei livelli energetiei del nueteo residuo, u n a distribuzione esponenziale. La distribuzione ~ngolare 5 f o r t e m e n t e a n i s o t r o p a e per p r o t o n i con encrgia > 5 lVIeV ha un m a s s i m o vicino ai 45 ° essendo quindi a s i m m e t r i c a r i s p e t t o a 90 °. P e r il 92Mo, invece, il confronto delle distribuzioni ungol,~ri ed cnergetiche dei f o t o p r o t o n i con i modelli statistici m o s t r a un b u o n accordo eccetto per un eccesso di protoni ad alta energia i quali sono inoltre tmisotropi. L ' i n t e n s i t ~ dei protoni 6 dello stesso ordinc di g r a n d e z z a di quella dei neutroni ed 5 la pifi grande intensit'~ (y, p) m~i osservata nei nuclei. L a c o m p e t i z i o n e della (y, n) resta indietro poich6 il processo (y, n) p r e s e n t a u n a soglia m o l t o e l e v a t a d a t o che il 92Mo 6 magico, nci neutroni. Quanto ad esperienze a pih alt~ energia, vi 6 quella di JOHA!~SSON [ J 55] che usa y di b r e m s s t r a h l u n g con E ..... -- 65 MeY. L ' e s p e r i e n z a 6 ana]og~ a quella f a t t a sui nuclei di C, A1 e 1~i. I f o t o p r o t o n i con energia > 14 MeV h a n n o u n a distribuzione angolare anisotropa della f o r m a a + ( s i n O q - p s i n O c o s O ) 2 con un massimo verso i 60 ° e con i valori di a e p dati r i s p e t t i v a m e n t e da 0.62 e 2.00 m e n t r e i f o t o n e u t r o n i di energi~ > 5 e 10 MeV h~nno un~ distribuzione angolare a~-sin 2 0. I1 g r u p p o di Torino [M 58] nello studio della sezione d ' u r t o (y, p) nel 10°Mo t r o v a un m a s s i m o molto al di sopra della risonanza gigante.

l°3Rh(y, n) AGODI e coll. [A 58] come gi~ per il Ca, e s a m i n a n o con i raggi y di b r e m s strahlung i f o t o n e u t r o n i rivelandoli in emulsioni nucleari; a differenza del Ca, t r o v a n o qui un n u m e r o pifl piccolo di n e u t r o n i di alta energia.

290

v. DE SABBATA

l°3Rh(y, p) CURTIS e coll. [C 50] studiano la distribuzione angolare dei fotoprotoni del R h usando raggi y di b r e m s s t r a h l u n g con E .... ~ 20 MeV. I1 rupporto della intensit~ dei protoni a piccoli angoli (mediuti in a v a n t i e indietro) con quella dei protoni ad ungolo r e t t o diminuisee a l l ' a u m e n t a r e dell'energia dei p r o t o n i come segue: Energia dei protoni (MeV) R~pporto

3.5 + 5.5 0.69::t= 0.13

5.5 --7.5 0.75±0.10

7.5+9.5 0.5:L0.10

9.5 --11.5 0.23~ 0.08

Si v e d e eio~ ehe ci s i ullont~n~ dall'isotropi~ m a n o ~ m a n o che a u m e n t u l'energia dei p r o t o n i essendo i protoni a pifi alta energia emessi preferenzialm e n t e u 90 °. Ad energie pifi alte e cio~ con y di b r c m s s t r a h l u n g d~ un sincrotrone di E ..... : 70 ~¢[eV~ DAWSOn" [ D w 55]~ [Du 55] e [D 56] t r o v a che lu distribuzione energetie~ v~ bene con u n a formula e v a p o r a t i v a con u n a t e m p e r a t u r ~ nueleare di 1.0 MeV e t r o v a che i protoni diretti e di evaporazione sono presenti oh'ca in n u m e r o eguale. L a distribuzione angolgre dei protoni t r a 4 e 7 MeV ~ isotropa m e n t r e per quelli che hunno energiu maggiore di 7 MeV vengono consideruti due gruppi: quello t r a 7 e 10 MeV e quello trn 10 e 16 MeV confrontundoli con l~ a+b• (sin O+p sin 0 cos 0) 5 Si t r o v a : per il p r i m o gruppo

(7+10MeV)

per fl secondo gruppo ( 1 0 + 1 6 M e V )

b/a=0.8 p = 0 . 2 b/a = 1.5 p = 0.3.

Va n o t a t o che passundo verso le alte energie il picco nella distribuzione ungolure diventa pifi pronuneiato e si sposta leggermente in avanti, formundo un massimo verso gli 80 ° (con un~logu esperienza Dawson d~ i risultati unche per I'A1 fl Cu e l'Au).

Ag(¥, n) G]~LLER e coll. [G 54] usando y da b r e m s s t r a h l u n g di Em~~ = 22 MeV studiano la distribuzione angolare dei fotoneutroni servendosi dei rivelatori di lucite e solfuro di zinco. Trov~no che l~ distribuzione ~ngolare ~ quasi isotrop~ e nell'ipotesi di u n a distribuzione che v a d a secondo la a+b sin s 0 hanno per fl r a p p o r t o b/a u n v~lore ussai piccolo, minore di 0.12. Se si ritiene fl processo diretto responsabile della c o m p o n e n t e anisotrop~, questo influisce sulla sezione d ' u r t o per m e n o dell'l~o.

LI~

lt,]LAZIONI

FOTONUCLILARI

lg

LA

B,I S O N A N Z A

GIGANTE

-

291

II

Ag(y, p) DIVEN ed A L l Y [D 50] studiano con raggi T da b r e m s s t r a h l u n g di E ~ ~ 20.8 MeV e4 emulsioni nucleari, la distribuzione angolare dei (T, p) da Ag e il r a p p o r t o del n u m e r o dei protoni per MeV col n u m e r o t o t a l e dei neutroni. I1 n u m e r o dei n e u t r o n i emessi viene misurato dalla attivith i n d o t t a separ a t a m e n t e per loTfl_g e z°gAg (~ infatti possibile distinguere t r a i due Ag (107 e 109) poich~ la misura f a t t a sull'attivit~ residua una o ~ f| ~ volta i n d o t t a dMla (y, n) su ~ 1°TAg che g di 24.5 m i n u t i e ~o u n ' a l t r a volta i n d o t t a dalla o , , , , rgia deipmtoni (T,n) su ~°gAg che ~ di 2.3 minuti). I1 r a p p o r t o dei protoni per intervallo unitario di energia con fl n u m e r o totale I I di neutroni viene confronta2 to con quello che si ottiene sotto varie ipotesi sulla densith dei livelli nucleari; il Energia dei protoni 4-7MeV confronto indic~ the lo spettro dci protoni osserva,ti con0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 siste essenzialmente di due Fig. 55. - Distribuzione angolare dei fotoprotoni componenti the si sovrapda Ag [D 50]. pongono: uno 6 il gruppo bassa energia < (8--9) MeV che 6 d'accordo con l'~ndumento dello spettro ricuvato dal modello statistico con una r~gionevole densit~ dei livelli del nucleo residuo: questo gruppo contiene p i i l della met~ dei protoni totali. L'altro gruppo a pifl alta energia ( ~ (10 + 1 t ) MeV) 6 c o m p l e t a m e n t e al di fuori dello spettro statistico ; solo questo secondo gruppo m o s t r a una anisotropia angolare con u n massimo a 90 ° (Fig. 55) il che convalid~ l'ipotesi che questi p r o t o n i siano emessi p r i m a che l'energia sia distribuita statisticamente nel nucleo. I1 gruppo a bassa energia ha invece una distribuzione angolare isotropa. I1 r a p p o r t o (Y, P)/(Y, n) g dell'ordine di quello p r e d e t t o dalla teorin statistica. Pi/1 r e c e n t e m e n t e W/iFFLE• [ W 53] studia i f o t o p r o t o n i da Ag b o m b a r d a n d o d i r e t t a m e n t e le emulsioni nucleari con raggi T del litio. Da.to che le emulsioni nucleuri contengono anche nuclei di bromo, i risultati sono dati per A g e B r insieme (v. Br(T, p)).

I-4-

292

v . DE SABBATA

In(y, P) ToMs e S~EPI~,~S IT 53] esaminuno in emulsioni nucleuri la distribuzione energetic~ ed angol~re dei fotoprotoni irrudiando con T di bremsstrahlung

180 160 o.... 140

1oo

%'

5

10

15

Energfa det fotoprotoni ( Me V ) Fig. 56. - Dis~ribuzione energetica dei fotoprotoni da In. Si mostrano le curve calcolate per protoni evaporati e diretti [T 53]. di Emax = 24 MeV. L~ distribuzione energetic~ indicu unu lurgu frazione di fotoeffetto diretto (Fig. 56). Si osservu anche unu m~rc~tu usimmetri~ in av~nti. Questu asimmetriu (Fig. 57) 6 probubilmente dovutu ~ interferenza dipolo-

180 16C

140 12C

-+-A-

-+-

~8C --¢--- fotale

h360 O

~4a E 2O 0

~"

4:<

+

~"

x

x

-~

-f

2-6 x

MeV

+ > 1 0 MeV

1

30 °

i

50 °

I

J

I

70 °

90 °

110 °

|

r

1210° 1 5 0 ° 1 7 0 °

Fig. 5 7 . - Distribuzione angolare dei fotoprotoni da In [T 53]. quadrupolo che d~ una distribuzione a.ngolare del tipo a + b ( s i n 0+?9 sin 0 cos 0) z dove p2/5 = a,,~r/adi,. I valori che danno il miglior accordo sono: p compreso tra ~ e 1 e b/a tra 0.85 e 0.95. Gli stessi autori fanno u n ' a n a l o g a esperienza anche sul Ce e sul Bi (v.); nel Ce non si nota l'asimmetria in av~nti.

LE REAZIOlqI FOTO~UCLEARI E LA I{ISONANZA GIGANT]~ - II

293

Sniy, n)

DIXON [D 55] con y d~ b r e m s s t r a h l u n g di 70 MeV misura la distribuzione angolare dei fotoneutroni e t r o v a un a n d a m e n t o a+b sin 2 0 con u n r a p p o r t o b]a = 0.12 ± 0 . 1 7 . L~esperienza 6 f a t t a anehe per altri 6 elementi (Pb, Cu, C, A1, Fe, Be).

1271(T, n) Anehe per lo I, come gi£ per il Cr e l'As, FEZRERO e coll. [ F 57] t r o v ~ n o due massimi nell~ risonanz~ gig~nte. I1 r a p p o r t o R tr~ l'are~ del secondo massimo a quell~ clel primo 6 in questo e~so duto d~ R = 0.4 ± 0.8.

Ce(y, p) Come gih per l ' I n , ~nehe per il Ce ToMs e STEPHE~S [T 53] studi~no 1~ distribuzione energetie~ ed ~ngol~re dei f o t o p r o t o n i in emulsioni nucle~ri irr~-

90 80

"•tofe/e,

7O

+

60 50

2-7MeV

&40

:,(

30 0

X

E 10 ::3

0

+

÷

>11 M I V

4-

+

I

J

r

30 °

50 °

70=

F i g . 58. - D i s t r i b u z i o n e

I

f

90 ° 110°

angolare

÷

+

I

I

130°- 150° 170°

dei fotoprotoni

d a Ce [ T 53].

diando con y di bremsstrahlung di E .... = 24 MeV. A differenz~ d e l l ' I n e del Bi, qui non si not~ nessun~ ~simmetria in av~nti (Fig. 58) m e n t r e lu 4istribuzione

294

v. DE SABBATA

energetica indica la presenza di un fotoeffetto diretto (Fig. 59) e il r a p p o r t o a('7, p)/a('~, n) ~ pifi grande di quello culcoluto con la tcoria e v a p o r a t i w .

/

lC~ 14C .-12C

~c~10C

/

•

0

/

~di retti

t 0

E b~ I / I

0

~

5

I

I

I

I

I

10

15

I

I

I

I

I

I

I

2O

Fig. 59. - Distribuzione energetica dei fotoprotoni da Ce con le curve calcolate per confronto, per protoni evaporati e diretti IT 53].

lSlEu ed 153Eu COOK [Co 58] cerca di m e t t e r e in e~-idenza lo s d o p p i a m e n t o della risonanza gigante d e r i v a n t e dalla deformazione dello stato fondamentale. I risultati indicano che un tale effetto 6 prescnte in accordo ad a.naloghe misure eseguite sul Ta.

159Tb(~', n) FULLER e Coll. [F 58] cercano di t r o v a r e l'effetto della teoria di DANOS [ D a 56], cio6 In relazione t r a un eventuale s d o p p i a m e n t o della risonanza gigante e la deformazione dello stato f o n d u m e n t a l e ossia, se si vuole, la relazione t r a le energie dei due massimi e il quadrupolo intrinseeo nucleate. L~effetto viene t r o v a t o e s e m b r a confermare la teoria di Danos.

lSlTa(y, n) C~RVER ed HAY [Cr 53] misurano la sezione d ' u r t o lSlTa(y, n) a energia sopra la risonanza gigante per vedere se ~ cosl grande come indicato da preced e n t i risultati o t t e n u t i con 7 di b r e m s s t r a h l u n g e usuno i ruggi T del litio per misurare il r a p p o r t o delle sezioni d ' u r t o a 14.7 e 17.6 MeV.

LE

REAZIONI

FOTONUCLILARI

lg L A

I~IBONANZA

GIGANTlg

-

II

295

I n v e c e di misurare l ' a t t i v i t ~ indottu del 'S°Ta (che 6 di 8.15 ore) come f a t t o in p r e c e d e n t i esperienze (v. I C y 53]), CARVER ed HAY riveluno d i r e t t u m e n t e i n e u t r o n i ; il risultato 6 in accordo con quelli p r e c e d e n t i di b r e m s s t r a h l u n g e c o n f e r m a n o l ' i m p o r t a n z a dell'effetto d i r e t t o per energie dei y al di sopr~ della rison~nza. I n u n a successiva esperienza CARVEI~ e coll. [C 57] r i e s a m i n a n o la reazione (y, n) per il 181Ta per vedere qual'6 l ' i m p o r t a n z a r e l a t i v u dell'emissione d i r e t t u r i s p e t t o alia f o r m a z i o n e del nucleo composto. Viene scelto il t a n t a l i o perch6 6 p r a t i c a m e n t e isotopo p u r o (99.99%), h a u n a altu b a r r i e r a coulomb i a n a ( ~ 13 MeV) per cui ci si a t t e n d e che i n e u t r o n i siano i principali p r o d o t t i di disintegrazione e infine la reazione Ta(y, n) p u b essere o s s e r v a t a semplicem e n t e a t t r a v e r s o la misura d e l l ' a t t i v i t ~ ~ residua del 18°Ta che 5 come si 6 visto di N 8 ore. I raggi y u s a t i sono quelli di b r e m s s t r a h l u n g p r o v e n i e n t i da un b e t a t r o n e du 31 MeV. I1 confronto 6 f a t t o t r a la reazione (y, n) e reazioni multiple del tipo (y, 2n) e (~,, 3n). I risultati indicano che v i deve essere u n notevole c o n t r i b u t o dell'effetto diretto. A b b i a m o visto (v. ad es. Cr (y, n)) che ~'ERRERO e coll. I F 57] n e l l ' e s a m e dells sezione d ' u r t o (y, n) per 25 elementi, t r o v ~ n o in qualche caso e precis~m e n t e nel Cr, hell'As e nello I che la risonanza gigante p r e s e n t a due m a s s i m i distinti. Anche nel easo del T a I F 57] t r o v a n o questi due m a s s i m i (;on un rapp o r t o R tr,~ l'~re,~ del secondo ma.ssimo e quella del p r i m o di R = 0.5 =h 0.1 e poich('~ in questo caso le misure sono f a t t e col m e t o d o dell'attivit/~ residua, si pub essere sicuri c h e l a seconda risonanz,~ non b d o v u t a all'innesco di un processo c o m p e t i t i v o come p o t r e b b e essere 1,~ rcazione (5,, 2n). L a spiegazione p o t r e b b e invece essere quellu secondo c u i l e due risonanze si h a n n o in corris p o n d e n z a di nuclei d e f o r m a t i (secondo le teorie di DA~os e OKA~IOTO [ D a 56], [D 58], [Ok 56] e [Ok 58]): a seconda dells 4irezione di polarizzazione del fotone (in relazione ai diversi raggi del nucleo d e f o r m a t o ) si a v r e b b e r o diverse energie per cui viene raggiunto il m a s s i m o della sczione d'urto. CO~TI~I e coll. [C 58] e s a m i n a n o 1~ distribuzione energeticu dei f o t o n e u t r o n i emessi a 90 ° con raggi ~, di b r e m s s t r a h l u n g a due diverse energie m a s s i m e : 20 e 30 MeV per vedcre se esiste o m e n o un secondo m a s s i m o a pifl alta energia di quell~ corrispondente alla risonanza gigante come s e m b r a risultare d~lla esperienza ora v i s t a di I F 57] e da quclla di FL%LER e HAYWAR~) [ F u 57]. Vengono usati, come rivelatori, i p r o t o n i di rinculo in emulsioni nueleari; it secondo m a s s i m o s e m b r a r e a l m e n t e esistente, in accordo con i risultati di FERRARO e coll. IF 57]. I n f a t t i il confronto dei due spettri o t t e n u t i r i s p e t t i v a m e n t e con E .... = 20 3{eV e 30 MeV, m o s t r a che i n e u t r o n i di energia > 5 MeV a u m e n t a n o di un f a t t o r e 1.20 ± 0.10 quando si passi da 20 a 30 MeV d a n d o un a u m e n t o di ~ 30~o. T u t t a la differenza t r a i due spettri 6 d o v u t a a n e u t r o n i con energia E~ t r a 10 e 19 MeV cio6 in un intervallo energetico in cui non si t r o v a n o n e u t r o n i

296

V. DE SABBATA

quando si irradii con Em~x----20 MeV (per l~ conservazione dell'energia con queste Era,x d e v e essere E n ~ 12 MeV) ; invece p e r E n ~ 10 MeV i due s p c t t r i coincidono. Questo secondo massimo p o t r e b b e spiegarsi con un nuovo m o d o di assorbimento verso i 25 MeV; si potrebbe, ad esempio, fare l'ipotesi che queste energie si inserisc~ l'~ssorbimento seeondo il modello a quasi-deutone 4i LEVI~GER [Le 51], m s questo s e m b r a d~ escludere perch~ u n a stima f a t t s da WrLKI~S0~ [Wi 56] d~ per questo meccanismo u n a soglia molto pifi bassa, che per il T a ~ ~--10 MeV. Viene invece anche qui a v a n z a t a l'ipotesi che per nuclei deform~ti secondo le teorie di DA~OS I D a 56], [D 58] e OKAMOTO [Ok 56], [Ok 58] la l~rghezza della risonanza gigante si~ pifi grande essendo d o v u t a a due risonanze sovrapposte (dipendentemente dalla direzione di polarizzazione del fotone) che possono a d d i r i t t u r a scindersi e presentarsi come due massimi. Anche SHCE~ IS 58] misura i fotoneutroni per intervalli energetici di 0.2 MeV dalla sogli~ del processo fino a 18 MeV. L~ sezione d ' u r t o c h e s e ne ricava m o s t r a u n piccolo massimo ~ 12.8 MeV e uno pi~t alto a 16 MeV. I risult a t i s e m b r a n o in ~ccordo con 1~ teoria di Danos e O k a m o t o . FULLE~ e coll. I F 58] e [ F u 58] ripetono le misure per confermare lo sdopp i a m e n t o della risonanz~ gig~nte d o v u t o alla deform~zione dello stuto fondamentale. ~ f f e t t i v a m e n t e l'effetto viene trov~to (con due massimi ben risolti a 12.4 e 15.4 MeV di larghezza r i s p e t t i v a 2.3 e 4.4 MeV) ed @, in accordo con le previsioni di D a n o s e O k a m o t o . Analogu misura & f a t t a sul ~5~Tb che conf e r m a la relazione tru le due energie dei massimi e il m o m e n t o di quadrupolo intrinseco nueleare. Anche CARVER e coll. [Ca 58] studiano 1~ reazione ~ T a ( ¥ , n) col sinerotrone di Canberra per vedere se esiste un doppio m a s s i m o nella risonanza gigante. T r o v a n o invece un solo m a s s i m o ~ 13.5 MeV largo 5.3 MeV. Se poi si tiene conto ~nche della (~, 2n), l~ sezione d ' u r t o s o m m a delle due: (,{, n)-~ ~-(¥, 2n) ha u n m a s s i m o p i u t t o s t o dolce ~ 14.5 MeV con u n a larghezza di 6.3 MeV; infine se si tiene conto del n u m e r o totale di neutroni e ciob si considera la (7, n ) + 2 ( 7 , 2n) si t r o v a un massimo a energia pifi alta e p r e c i s a m e n t e a 16 MeV.

lSlTa(7, p) HOFFMANN e CA!~IERON [I~f 53] e [Ca 53] osservano i fotoprotoni in emulsioni nucleari irradiando con raggi y di b r e m s s t r a h l u n g con Emax variabile d~ 25 a 65 MeV. Mentre i protoni a bassa energia hanno u n a distribuzione angolare isotropa, quelli a pifi alta energia v a n n o col sin 2 0. Come gi£ nel caso del ~TA1, la distribuzione energetic~ per questi ultimi protoni va, come E~-n dove perb questa v o l t a n u u m e n t a molto m e n o a l l ' a u m e n t a r e dell'energia.

LE

REAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA

I~ISONANZA

GIGANTE

-

II

297

I risultati sperimentali n o n t r o v a n o u n a soddisfacente spiegazione con nessuno dei modelli proposti. I n f a t t i l ' a n d a m e n t o angolare dei p r o t o n i a d alta energia che obbedisce a u n a p u r l legge del sin 2 0 (Fig. 60) che ~ caratteristicu di assorbimento di dipolo elettrico, p o r t a ad escludere il modello 5 quasi-deutone che darebbe u n a evidente interferenza dipolo-quadrupolo (elettrico); mentre sembra anche da escludere il modello ~ particelle indipendenti del tipo di Courant che potrebbe esserc compatibile con i risul..,_2 t~ti solo ncll'ipotesi che l~ maggior p a r t e dei protoni emessi possegga m o m c n t o ungolare orbita.le zero nel nuclco prima dell'eccituzione, cosa chc sembrn ass,~i improbubile. o 6'0 9b 120 155 180 Anchc T o ~ s e STEPH~ENS IT 55] studi~mo in cmulsione nucle~re b~ Fig. 60. - Distribuzioni angolari dei fotoprotoni da tantalio: • E .... = 25 MeV; distribuzionc ango]are dci fotoprox E .... = 38 MeV, • E ..... = 65 MeV [Hf 53]. toni d:d tant;~lio con r,~ggi ~ d;~ bremsstr~Hflung di 23 McV t r o v a n d o una. distribuzionc quasi isotropa (Fig. (;1) (a differcnz~ (Iel P1) ~mttizz~to nclla. stcss~ espericnza). I n Fig. 61 l:~ distribuzionc b dt~tt~ per t u t t i i pi'otoni, per quclli di cncrgi~t comi)rcs~ trt~ 8 c 12 e infinc per quelli di cnergi~ > 1 3 MeV. I1 n u m c r o di protoni 6 molto pifi a b b o n d a n t c di quello prcvisto dall~ teoria eva port~tiv~. BARBER e coll. [B 58] fanno studi 10reliminari sulla reazionc (~, p) per l'interessc presentato dall~ distribuzione cnergctica t h e presenta un massimo princip~fle a 9.4 MeV e un altro pifi piccolo a 11.7 MeV. Lo studio, t u t t o r ~ in corso, si riferisce all~ misurn delle curve di eccitnzione per questi due 4Nersi gruppi 4i p r o t o n i per sapere quali sono le energie dei fotoni responsabili di essi. 0

!

I-+-+ ×

x

:6 5O 0 ',.,,.

E

o o

0

O

0

0

o

~

1

I

~

8 -12 MeV

I

I

I

I

I

o~13MeV I

I

I

70° 90 ° 110° 130 o 150 °

I

Fig. 61. - Distribuzione angolare dei fotoprotoni dal tantalio [T 55].

298

v . D E SABBATA

W(V, n) P o s s [Po 50] f~ misure sulla reazione (,(, n) rivelan4o i n e u t r o n i con 1~ 28Al(n, p)~TMg e usando raggi -( di b r e m s s t r a h l u n g di E ~ = 20 MeV. N a t u r a l m e n t e con PAl vengono rivelati solo i n e u t r o n i veloci e quindi la distribuzione angolare si riferisee a questi; si h a u n a p r e v a l e n z a di neutroni a 90 ° con u n r a p p o r t o di intensit/~ a 90 ° e 0 ° di 2gsoo/No~ ~ 2.0 ~ 0.5.

197Au('~, n) CAVALLARO e coll. [Cv 58] studiano lo spettro energetico dei f o t o n e u t r o n i dall'oro irradiando con "( di b r e m s s t m h l u n g di Em,,x= 30 MeV. Lo spettro differisee in due p u n t i da quello ealeolato con la teoria e v a p o r a t i v a : si n o t s eiog u n a coda alle alte energie ehe si pub i n t e r p r e t a r e come effetto diretto; un buon uccordo lo si t r o v a nella ipotesi (,'he circa il 15°//o dei neutroni provengano da proeesso diretto; l'altro p u n t o di disaeeordo con lo spettro e v a p o r a t o si t r o v a nella posizione del massimo ehe s p e r i m e n t a l m e n t e risu]ta un po' spostato verso le Mte energie; gli autori t u t t a v i ~ non attribuiscono u n a eeeessiva i m p o r t a n z u u questo disuceordo si~ perch~ un aeeordo migliore lo si pub ottehere con u n a o p p o r t u n a densit/t dei livelli nueleari (si noti perb che un f~eeordo i r a il massimo sperimentale e quello teorico darebbe maggiori divergenze nelle Mtre p~rti dello spettro), sia infine pereh~ in quest~ p a r t e dello spettro (tra 1 e 2 )[eV) gli errori sperimentali sono notevoli. Una analoga situazione la si t r o v a p e r lo spettro dei fotoneutroni da Pb('(, n).

197Au(y, p) DAWSO~ [D 56] esamJna la distribuzione energetic~ ed angolare dei fotoprotoni dMl'oro (sempre con ,; di b r e m s s t r a h l u n g di E .... = 70 MeV). Tutt a v i a non ~ stato possibfle a d a t t a r e 1~ distribuzione energetica sperimentMe con eombinazioni di protoni e v a p o r a t i e diretti. L a ditIieolt~ sta nel f a t t o che si ha un forte subitaneo a u m e n t o della e u r v a della distribuzione energetica t r a 8 e 10 MeV. L ' a n d a m e n t o g simile a quel]o o t t e n u t o per il bismuto da To3~s e STEPHENS I T 53]; quanto alla distribuzione angolare, t r a 8 e 1 1 M e V g circa isotrop~ m e n t r e t r a 11 e 17 3IeV v a come a--b(sin O + p sin 0 cos 0) 5 con b/a = p = 1.0 (v. anehe A1, Cu e R h per i quali nuclei DAwso~ esegue aria anMoga esperienza).

L:E

R]~AZIO:NI

FOTONUCLEARI

:E L A

I~ISONANZA

GIGANTF,

-

II

299

P b ( y , n) l~oss [ P o 50] rivel~ f o t o n e u t r o n i con ~SAl(n, p)*~Mg t r o v ~ n d o N~oo/NoO~---~2.0 =E 0.5; ~nche DEMOS e coll. [D 52] misur~no i n e u t r o n i d~ P b con ~P(n, p) us~ndo Y di bremsstr~hlung di Em~~ = 16 ~¢[eV (con l'~cceler~tore lineare (ti elettroni del M.I.T.) e t r o v a n o una di24 stribuzione angolare della form~ a - F b s i n ~ 0 con 20 b/a = 0.34 =E 0.07. (Fanno anche misure preliminari ~ 16 o su ~ltri elementi pesanti ~12 ~rovando ~nisotropie dello stesso ordine di g r i n :~ 8 dezza), o GE~LE~ e coll. [G54] studiano l~ distribuzione ~ngol,~re dei fotoneutroni 7 8 0 1 2 3 4 5 6 con r~ggi -: di bremsstr~hEnergia dei neutroni ( M e V ) lung di E ...... = 2 2 M e V ; Fig. 62. - Distribuzione energetica dei fotoprotoni dal l~ distribuzione risu]t~ pioinbo. Le curve continue e tratteggiate sono caleolate quasi isotrop~ e se si pone per evaporazione rispettivamente del primo e del nell,~ form~ a + b sin ~ 0, 5 secondo neutrone [I) 55]. b/a< 0.12. :NelFipotesi che 1~ componcnte ~misotrop~ si~ dovut~ ~ processo diretto, questo contribuisce per mcno d e l l ' l % ~11~ sezione d~urto. D I x o ~~ [D 55] d~ per 1~ distribuzione ~mgob~re un r a p p o r t o b/a ~= - - 0 . 0 8 ~: 0.08. Come si vede, 1~ distribuzione b quasi isotropa. L'esperienz~ 6 f,~tt~ con y di bremsstr,~hlung di 70 MeV e rigu~rd~ ~ltri 6 elementi (Sn Fe~ Cu~ C~ A1, Be). Per q u a n t o rigu,~rd~ 1-~ distribuzione energetic~, l~ rivelazione vienc f~tta in emulsionc nucle,~re c si not~ che 1~ m~ggior p~rte dei n c u t r o n i pub attribuirsi processo evapor~ti¥o govern~to da um~ temper~ttur~ nucleare costante ( ~ 1.0 MeV); solo um~ piccob~ codu ~lle ~lte encrgie mostr~ un,~ piccol~ percentu~le di processo diretto (Fig. 62). TOMS e STEPHE~S [T 57] studi~no i f o t o n e u t r o n i d~ F b con Y d~ bremsstrahlung di E .... = 23 MeV osscrva~ndo fl rinculo dei p r o t o n i in emulsioni nucle~ri. La distribuzione energetic~ h~ un massimo intorno ,~ 1.75 MeV. I risult,~ti si possono spieg~re co~ 90 °/o di teori~ e v a p o r a t i v ~ con un~ temper~tur~ nueleare del nueleo residuo di 1.35 MeV, m e n t r e l'effetto diretto con~ribuisce ~1 rest~nte 10%. L~ distribuzione angol~re dei n e u t r o n i pi~; veloci qua, si isotrop~.

300

V. DE SABBATA

I n f ~ t t i per neutroni con energig > 4 MeV (che r a p p r e s e n t a n o il 1 9 % del n u m e r o tot~le) lu distribuzione ungolure hg 1~ f o r m g a + b sin ~ 0 con b[a ,-., 0.23. Questo g in accordo con il w l o r e 0.7 p r e d e t t o dg WILKINSON [Wi 56] osserv~ndo che l~ p~rte isotrop~ a consiste di due p a r t i a~ e a~. L~ prim~ parte, a~, il contributo ( ~ 67%) che proviene dai neutroni ev~poruti m e n t r e a~ ~ il c o n t r i b u t o isotropo dell'effetto diretto. Ora 5 proprio b/a~ = 0.7. ~°sPb(y, n) TOMS e STEPttENS [T 55] esaminano in emulsione nucleure i fotoprotoni dall'isotopo arricchito ~°sPb usando raggi y di bremsstr,~hlung di E m ~ = 2 3 MeV, A differenza dei risult~ti t r o v a t i col Ta, 1~ distribuzione ungol~re (Fig. 63) mostru ung usimmetriu in a v a n t i 100 e pereib non si h~ solo ~ssorbimento di dipolo elettrico (che d o v r e b b e ~tvere distribuzione simmetric~ a t t o r n o ui 90 ° ) m,~ unche di qu~drupolo elettrieo che con il suo effetto di interferenzu d~ unu asimmetri~ in ~vanti con un 8-11 MeV massimo ~ 45 °. Non ~ sufiicient e m e n t e chiaro se i pifl ~lti p u n t i speriment~li che si trov~no pifl in a v a n t i di 45 °, si~no ~bbast~nz~ 0 0 X sieuri da. fur ritenere ehe vi si~ anehe ussorbimento di ottupolo. L ' a l t o n u m e r o di fotoprotoni osservati indic~ che si tr~tt~ di 0(~' 7~ L9(7' 11'0° ~ ' 150° un processo diretto: si trov~ inFig. 63. - Distribuzione angolare dei fotof a t t i che i f o t o p r o t o n i osserv~ti protoni da ~°sPb [T 55]. sono 1300 volte superiori ~ quelli previsti dull~ teori~ evuporutiva. L~ Fig. 63 mostr~ 1~ distribuzione ~ngol~re per t u t t i i protoni, per quelli con energi~ compresa, tr~ 8 e 11 MeV e infine per quelti con energi~ > 12 MeV. I pochi protoni con energia > 15 MeV possono provenire d~II~ piccol'~ percentuale di 207pb presente (2.3%). -

~°gBi(y, n) P o s s [Po 50] rivela i neutroni con ~sAl(n, p)27Mg. L'esperienz~ ~ f~tt~ con raggi y da un b e t a t r o n e di E .... = 20 MeV. A causu del rivelatore usato, rivela .circu 1/10 dei fotoneutroni totuli: quelli pifi veloci che riescono ad a t t i v a r e

L:E

REAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA

RISONANZA

GIGANTE

- II

301

I'A1. I1 r i s u l t a t o d e l l ' e s p e r i e n z a indiea she i n e u t r o n i sono emessi p r e v a l e n t e m e n t e a d a n g o l o r e t t o con u n r a p p o r t o di intensit~ /¢:~$2V0o ~ 2.0 4- 0.5. A n e h e PRICE [ P 54] m i s u r a i f o t o n e u t r o n i 4 a b i s m u t o e t r o v a u n a e o m p o n e n t e a n i s o t r o p a m a g g i o r e di quella di qualsit~si altro e l e m e n t o . L ' e s p e r i e n z a f a t t a con r a g g i 5, di b r e m s s t r a h l u n g di E ..... = 22 MeV. I n g e n e r a l e si t r o v a u n a pieeola e o m p o n e n t e a n i s o t r o p a e,he h a u n m a s s i m o a 90 °. L a r i v e l a z i o n e dei f o t o n e u t r o n i 6 f a t t ~ con A1 e si riferisce a n e u t r o n i di energia > 4 M e V ; la devit~zione d a l l ' i s o t r o p i a 6 pifi f o r t e negli e l e m e n t i p e s a n t i ehe n o n nei leggeri. I n p a r t i e o l a r e per il b i s m u t o la e o m p o n e ~ t e ~nisotro:p~ ~, eire~ fi 2 1 % . I n v e e e u n r i v e l a t o r e di n e u t r o n i e p i t e r m i c i m o s t r a ehe i f o t o n e u t r o n i sono emessi i s o t r o p i c a m e n t e . (In u n a esperienza p r e c e d e n t s in eui m i s u r a v a n o (,[, n) p e r circa 53 e l e m e n t i PRICE e KERST [ P 50] t r o v ~ n o s i m m e t r i a sferiea e c c e t t o p e r iJ d e u t e r i o e il berillio). FERRERO e coll. [ F e 56], I F 56] e [ F e 57], f a n n o u n p a r t i e o l a r e s t u d i o sui n e u t r o n i veloei p r o d o t t i nelle f o t o r e a z i o n i sul b i s m u t o per diverse energie m a s sime dei Y. I n e u t r o n i v e n g o n o rivel~ti con diversi tipi di r i v e l a t o r i (n, p).

22I 0°

,

,

,

,

30 °

60 °

90 °

120°

"

150°

180 °

Fig. 64. - Distribuzione angolare dei neutroni dal Bi irradiato con bremsstrahhmg di 31 MeV e rivelati con Al(n, p) [Fe 56].

L a distribuzione a n g o l a r e m i s u r a t a per b r e m s s t r a h l u n g da 30 M e V con rivelat o r e 27Al(n, p) ~ d a t a in Fig. 64 ed h a la f o r m a a-~bsin204-ceos 0 c o n b/a= ~ 0 . 6 7 ± 0 . 1 (il v a l o r e t r o v a t o da PRICE [ P 54] era inveee b/a ~ 1). I n Fig. 65 invece m o s t r a t ~ la distribuzione a n g o l a r e m i s u r ~ t a con F u s o del r i v e l a t o r e ~sSi(n~ p): si v e d e ehe tale d i s t r i b u z i o n e ~ m o l t o a s i m m e t r i c a ; fl v a l o r e di b/a ].00 4- O.J. U n a m i s u r a f a t t a con b r e m s s t r a h l u n g di 20 MeV d£ p e r b/a fi v a l o r e 0.9 4-0.1 ; bench~ qui la s t a t i s t i c a sia pifi p o v e r a a c a u s a dell~ m i n o r e intensit~ del b e t a trone, t u t t a v i a i v a l o r i sono pifi significativi per fl f a t t o che fl r o n d o e o m p l e t a m e n t e t r a s e u r a b i l e e il c o n t r i b u t o p r o v i e n e e s s e n z i a l m e n t e d[alla ris o n a n z a gigante. 90

-

S u p p l e m e n t o al N u o v o Cimento.

302

V, DI~; SABBATA

Quanto alia distribuzione energetiea si ha indieazione the il (7 ___ 3)°'0 dei neutroni sono nel g r u p p o veloee, ossia al disopra di quello the si attende sulla base della teoria st,ttistica (mentre per PRICE, come si b visto, questo n u m e r o ~ pifi elevato).

y

/..(O ) ! ( gO°) 1.0

+ 30 MeV

0.8 0.6

, ~

O.SO.OSOsin20.,O.12cosO

0.4 L_

0°

3~0°

50 °

90 °

~ _ _

120 °

]

150 °

180 °

Fig. 65. - Distribuzione ungolare dei neutroni dal Bi irradiato con bremsstrahlung di 20 e 30 MeV e rivelati con Si(n, p) [Fe 56].

Le misure indicano the i neutroni veloci sono p r o d o t t i essenzialmente nella zona della risonanza gigante confermando u l t e r i o r m e n t e the lu risonanza gigante v a a t t r i b u i t a a forti transizioni di particelle individuali piuttosto the a un tipo eollettivo di assorbimento fotonico. FERRERO e coll. richiamano l'attenzione sul f a t t o the i fotoni assorbiti attr~verso transizioni individuali di fotoni conducono a u n a eccitazione generale del nueleo poich~ i protoni h a n n o p o e a probabilit~ di p e n e t r a t e la barriera eoulombiana. Queste transizioni rendono conto del 5 0 % dell'intensit'~ totale dei neutroni m a non danno eontributo al caratteristieo gruppo veloce dei neutroni. I1 r e s t a n t e 50°,o delle transizioni pub eonsiderarsi come transizioni di dipolo elettrieo dalla shell superiore ehiusa di neutroni. Le pifi forti di queste sono 11~9~~, ~ liHn e li~3/2--> ljt~/~ conducenti ,~ stati finati in eui il n e u t r o n e ha m o m e n t o angolare 6 e 7 r i s p e t t i v a m e n t e . L a barriera centrifuga relativam e n t e alta a u m e n t a la vita media di questi stati per eui diventa i m p o r t a n t e l'interazione di questi neutroni col resto del nucleo. Tenendo eonto di questa interazione, le transizioni da questi stati superiori eontribuiseono l a r g a m e n t e alla distribuzione statistica per eui i pifi notevoli contributi M gruppo veloee di neutroni a n d r a n n o attribuiti ad altre transizioni. S e m b r a the il pifi grande contributo a questi, seeondo ealcoli b a s a t i sul modello di Wilkinson, derivi dalle ~ransizioni 2j ~ 2g per eui la b a r r i e r a een~rifuga b pid piecola. La fraz i o n e m e d i a d i n e u t r o n i c h e viene emessa in questa transizione ~ circa il 10 ,% il ehe 4~ u n a e o m p o n e n t e veloee ehe b ~ 5 % dei neutroni tot~fiL Questo g in aeeordo a b b a s t a n z a buono col valore sperimentMe t r o v a t o the, come si/~ detto,

L]~

REAZIONI

FOTONUCLEARI

~

LA

I~ISONANZA

GIGANTE

-

II

303

5 circa del 7%, m e n t r e il valore di b/a o t t e n u t o sull,~ base di questo modello 0.90 in accordo col valore osservato a 20 MeV. Sempre con raggi T di b r e m s s t r a h l u n g LAZAnEVA e coll. [ L 56] osservano 1~ distribuzione angolare ed energetic~ dei f o t o n e u t r o n i ; i -( h a n n o unt~ E ..... ~ 18.9 MeV e i neutroni vengono rivelati in emulsioni nucleari da 400 !zm. Lo spettro energetico m o s t r a un eccesso di f o t o n e u t r o n i di alta energi,~ rispetto ,~11o spettro calcolato con 1~ teoria statistiea. L a distribuzione ~mgolare di questi neutroni d',~lta energia 5 anisotropa con un m~ssimo verso i 45 ° ÷ 90 °. Qucst~ anisotropia a u m e n t ~ al crescere dell'energi,~ dei fotoneutroni osservati.

"-°9Bi(7, p) Anche per il ~°gBi T o ~ s e STEPHES"S [T 53] come per il Ce e per l ' I n misur~mo In distribuzione energetic:~ ed angolare dei f o t o p r o t o n i rivcLmdoli con emulsioni nucle~ri. I -[ usati sono quelli di bremsstr~flllun~" p r o v e n i e n t i (1~ un bet~trone di E ...... 24 MeV. L~ distribuzione cnergetie~ 5 intel'pret~bile f~(',endo intervenire um~ ] a , r ~ pa, rtc di fotoeffctto dirctto (Fig. 66) m e n t r e l~ distribuzione angol~re 5 tipic~ 180 160 140

., .

'%

•~ 1 2 0 ¢::

-

"

"

2A

~ 50-

5

10

15

Energia dei fotoprotom (

2O MeV )

Fig. 66. - Distribuzione energetica dei fotoprotoni da Bi con le curve, m o s t r a t e per confronto, calcolate per protoni diretti ed e v a p o r a t i [T 53].

4ell'effetto di interferenz~ dipolo-qun4rupolo mostr~n4o u n a m a r c a t ~ asimmetriu in uvanti. Se t u t t a v i a si considerano t u t t i i f o t o p r o t o n i d~l bismuto, si h~ u n eccesso a 30 ° (Fig. 67) che non rientr~ in un~ distribuzione del tipo a + b ( s i n O-~p sin 0 cos 0) 2 e solo la distribuzione angolare dei f o t o p r o t o n i con

304

v . DE SABBATA

E > 10 MeV pub ricondursi a curve del tipo detto con p ~ 2 e b/a ~-, ~. Anche qui fl rapporto a(y, p)/a(y, n) 6 maggiore di quello che ci si attende dMla t eoria evaporativa.

360 320 280 240

+

200 160 ~S

120

0 q,,

E

80

+

40

05--,30 °

>12 bleY I

, 50 °

70 ° 90°

2-SM vj 110°

130° 150° 170°

Fig. 67. - Distribuzione angolare dei fotoprotoni da Bi [T 53].

3.

-

Conclusioni.

I1 materiale sperimentale ~ d u n q u e molto abbondante e si possono gi£ trarre alcune import~nti conclusioni; t u t t a v i a mancano ancora per diversi nuclei le distribuzioni angolari ed energetiche delle fotoparticelle m e n t r e altri nuclei sono stati studiati solo nella loro abbondanza isotopica naturale; sarebbe interessante anche conoscere il c o m p o r t a m e n t o degli isotopi puri (eosi come ~ stato fatto ad esempio per il Mg) poieh~ il mescolamento dei ~ r i isotopi potrebbe maseherare o simulare certi risultati come quello, per esempio, dello sdoppiamento del massimo della rison~nza gigante (che ~ stato t r o v a t o nel Cr, As, I I F 57], nell'Eu [Co 58], nel Tb IF 58] e da var[ autori nel Ta) e le differenze p o t r e b b e r o essere notevoli in vicinanza dei numeri magici (a4 esempio lo Zr naturate contiene l'isotopo 901 magico nei neutroni, solo per il 48.0~). Si noti per esempio l'~nd~mento delle sezioni d ' u r t o per gli isotopi del Si come mostrato in Fig. 68 (l'esperienza ~ di KATZ e coll. [K~ 54]) clove si vede che si hanno due mnssimi distinti per 1~ a(y, p) di 29Si e di s°Si. Comunque lo sdoppiamento della risonanz,% gigante 6 st~to partioola.rmente studiato nel caso del nucleo del ~9~Ta e si ~ visto c h e l a maggior parte delle esperienze al riguardo m e t r e bene in evidenza i due massimi. Cosi FULLEI~ [ F u 58] risolve due massimi a 12.4 e 15.4 5[eV con larghezza di 2.3 e 4.4 MeV rispettivamente, SPIC~R [S 58] t r o v a due risonanze in ~ceordo con FULLE~ e

LE

I~EAZIONI

FOTONUCLlgARI

E

LA

I~ISONANZA

G:IGANTE

= II

305

anche il g r u p p o di Torino e C a t a n i a t r o v a un seeondo m a s s i m o (vi 5 t u t t a v i a l'esperienza di CARVER [Ca 58] ehe d£ u n solo m a s s i m o a 14.5 MeV largo 6.3 MeV). Anehe in altri nuclei, come si ~ gi~ detto, e cio6 nel T b [ F 58], n e l l ' E u 151 e 153 [Co 58], nel Cr, nell'As e nello I [F 58], sono st~ti messi in evi~ , ~ S i (-],p)~J denza due massimi. Anche Pt~T30 Si ~//~//\~ REE e coll. [ P 57] t r o v a n o ehe 2,SI(¥,p ) la risonanza gigante per nuclei con grandi deformazioni di qua"SI ( ~ , n b " ~ , N ~ ~ ]~ x drupolo h~ u n a larghezza m o l t o 20

/ Vi~\Mtivit~resiCua

pilk grande di quelli con piecola deformazione. Ad esempio la larghezza intera a m e t ~ massimo ~ ~--10 MeV per E r e H o rispetto ai 6 MeV per Au e P b e 7 MeV per Sn. i),,,,~ IL.,,,~ ) i i I i i i i) Cib s e m b r a quindi conferriJ i.,,,,~ i 22 24 26 m a r e la teoria di ])ANOS [Da 56] e [D 58] il quale generatizza il Fig. 68. - Sezioni d'urto per -~gSi e a°Si [Ka 54]. modello idrodinamico dei processi fotonueleari estendendolo al caso di nuclei deform~ti e t r o v ~ t h e gli a u t o v a l o r i dell'oseilb~zione di dipolo sono sdoppiati. Questo f a t t o produce u n a maggiore larghezz'~ F della risonanz~ e u n a a s i m m e t r i a n e l l ' a n d ~ m e n t o dell~ risommz~ ehe dipende dM segno del m o m e n t o di q u a d r u p o l o ; il r a p p o r t o delle due frequenze di r i s o n a n z a b, con b u o n a approssimazione, dato dal r a p p o r t o degli assi intrinseci dell'ellissoide m e n t r e la sezione d ' u r t o d ' a s s o r b i m e n t o consister'~ nella sovrapposizione di questi due m a s s i m i ehe, se non risolti, a p p a r i r a n n o come um~ m a g g i o r e larghezza delle risonanze. Pifl e s a t t a m e n t e si t r o v a ehe se la s e p a r a z i o n e delle due frequenze ~,)~- - (~ i~ < ½F, la sezione d ' u r t o eonsiste e s s e n z i a l m e n t e di un massimo largo, m e n t r e se (9~ - - e,b > F allora si v e d o n o due m a s s i m i ; p r e e i s a m e n t e in un nucleo con m o m e n t o di quadrupolo positivo 5 a > b e il m a s s i m o pih alto 5 ~ pih a l t a energia; i n v e r s a m e n t e in un nucleo con m o m e n t o di quadrupolo negativo il m a s s i m o pih alto ~ a pih bassa energia. Anehe OK~S~IOTO [Ok 56] e [Ok 58] m e t t e in evidenza u n a s t r e t t a eorrelazione t r a larghezza delia risonanza gigante e m o m e n t i di q u a d r u p o l o (e quindi con le deformazioni nueleari). I1 f a t t o s p e r i m e n t a l e pih notevole g ehe i valori della larghezz~ I ' delia risonanza sono pieeoli p e r n u m e r i magici e, nell'insieme, p r e s e n t a n o un e o m p o r t a m e n t o simile a quello dei m o m e n t i di q u a d r u p o l o nueleari. I n Fig. 69 e 70 6 m o s t r a t a questa a n a l o g i a ; in Fig. 69 i m o m e n t i di quadrupolo sono quelli presi dMle esperienze spettroseopiehe m e n t r e in Fig'. 70 sono quelli o t t e n u t i da esperienze di eeeitazione coulombiana. ]~ la notevole so-

~IoE

X BF, /~

2'Si(g2n)27Si\

"8 10 12 14 16 18 20 hv Me V

306

v. D:E SABBATA

miglianza

d e i d u e ~ n d , ~ m e n t i , c o m e r i s u l t a a d es. d a l l a F i E. 70, e h e s u g g e r i s c e

u n a f o r t e r e l ~ z i o n e t r ~ e s s i ; or~, c o m ~ n o t o , 1 ~ e n e r R i a d i r i s o n a n z ~ E0 d e l l ~ v i b r ~ -

~=Rh

/',,

hz./\ ....

8 7 6 5 4

."

"~

•',,

/ .-

....

10.6 0.5 0.4

'

Io. 3.2

,,:

..,:

3.1

",~..~;

,o~Rh

DO

A - - - . _ = .

160

7'5

I~0

125

175

2~0

-

Fig. 69. - Eccentricit& e l a r g h e z z a della r i s o n a n z a in f u n z i o n e del n u m e r o di m a s s a A . L a l i n e n ~ c o n t i n u a p e r la l a r g h e z z a e la t r a t t c g g i a t a p e r le eccentricit'~. Nelle o r d i n a t e a s i n i s t r a sono le l a r g h e z z e in ~IeV e a d e s t r a le eccentricit&. 6~Zn e ~°3Rh s e m b r a n o eccezioni e n o n sono inclusi helle c u r v e [Ok 56].

zione di dipolo dove

~ strett~mente

collegata

c o n il r a g g i o

nucleare:

~ E0oc Rj"

~, = 1 s e e o n d o il m o d e l l o di STEI-~WEDEL e J E N S E N I S 50]~ n ~ ½ s e c o n d o

14.0| 13.0~-

-7

~ .

x ~[

12.0]11.0F

I

B.o/i :,L,~ ,,. 7.~i I?

0 45 40

Larghezza Ecceniricit6

~ ~t, ~ . . . .

/~

2 ~,

•

......

"

N u m e r o dei neutroni Numero dei p r o t oni

. 7i ""

~

"

o.o, ................... 0.00

........... : I

20

30

O.35

_

r 4.0

O.

~

50

60

I

70

I

[

80

90

~

I

- 100

I

I

110

112

~,

I

I

130

140

150

Fig. 70. - C o r r e l a z i o n i t r a eccentricit& n u c l e a r e e l a r g h e z z a delle r i s o n a n z e . L e croci sono le e c c e n t r i c i t £ e i cerchi a p e r t i sono le r i s o n a n z e p e r n u m e r i n o n m a g i c i m e n t r e i cerchi chiusi sono le r i s o n a n z e p e r n u m e r i ma~ici. Le c u r v e t r a t t e g g i a t e e c o n t i n u e sono p e r l'eccentrieit'~ e p e r la l ~ r x h e z z a delle r i s o n a n z e r i s p e t t i v a m e n t e . L e freccc i n d i c a n a i h u m e r i m a g i c i - le c o n t i n u e p e r i n e u t r o a i e le t r a t t e g g i a t e p e r i p r o t o n i . L a linen r e t t o p u n t e g g i a t a i n d i c a l a l a r g h e z z a i n t r i n s e c a E o ~ 4 . 2 McV. L ' i n c e r t e z z a della r i s o n a n z a p r e s a 1 MeV e p e r l ' e c c e n t r i c i t h ( 2 0 ÷ 3 0 ) ° ~ del suo v a l o r e [Ok 58].

L]~

REAZIONI

FOTONUCLEARI

E

LA

RISONANZA

GIGANTE

-

II

307

GOLDItABER e TELLEI¢ [Go 48] e circa ½ dagii esperimenti. Se per6 it nucleo anzich5 essere una sfera ~ uno sferoide, allora il livello di risonanza corrispondente alla vibrazione di dip010 si scinde in due livelli i cui valori dell'energia possono approssim~rsi con E1 oc R~ ~' e E2 ~: R2"; se queste due risonanze si sovrappongono, quello che si osserva 4. u n a largezz~ totale maggiore; si ha AE/Eo ~ - ( R ~ " - - R I " ) / R ~ ~ - 5nQo/dZR~ percib il valore di A E si ricava us~mdo i vulori speriment~li di Eo e dell'eccentricit£; si fu inoltre l'ipotesi che la l~rghezz~ delle due risonanze resti la stess~/~o che si ha per un nucleo sferico e si pone per i nuclei deformati F ~ F o ~ - A F dove si approssima A F con AE. 1 v~flori di F c~lcolnti in questo m o d o sono in accordo con l'esperienz~ se si prende n ~ ] e per l o un valore di ~ 4.2 MeV (detto ((larghezza intrinseen ~)) dedotto d~i nuclei sferici. Per q u a n t o riguard~ lt~ distribuzione energeticn si ~ visto che per l~ maggior parte dei nuclei vi 5 un,~ t e n d e n z a generale n4 avere un~ coda di fotopartieelle ad ultu energiu che non rientrano quindi in unu 4istribuzione di tipo evaporutivo, anche per la presenz~ molte volte ben murcatn di massimi e r~ggrupp a m e n t i di fotop~rticelle; questi mussimi, si 5 visto~ non derivano solo d~ transizioni ~ diversi livelli del nucleo rcsiduo, m~ r a p p r e s e n t a n o vere e proprie risom~uze nel processo d ' a s s o r b i m e n t o indicando e h i a r a m e n t e um~ s t r u t t u r ~ fine dell~ risonanz~ gig~mte. ]~ vero che si not~mo ancor~ molte discrep~nze nel confronto delle espcrienze dei diversi a u t o r i : tipico il caso dei livelli risommti ncl ~(~ ehe sono 19 per ~ATZ [ K 58] tra 18.7 e 22.8 MeV, 5 per BASILE e GUSAKOW [Bt~ 58] tr:~ 18.7 c 23 MeV, m e n t r e W<)L~ [ W 58] non ne trov~ nt~ssuno t ra 20.3 e 20.8 MeV ; a proposito di questo LEVIN(;EI'~ [L 58] f~ not~re ehe ci si pub ~ttendere (.he alcuni livelli del (! (e ~m(.he delFO) n t t o r n o ai 20 MeV si:mo molto diffusi ~ causa dell~ gr~mde larghezz~ per emissione di un p r o t o n e () di un n e u t r o n e ; :tltri livelli dello stesso spin e p:~rit£ possono invece essere molto stretti poich5 l~r B~rghezz~ per emissione di um~ p~rticelb~ pub essere piccol,~ se lo st:~to composto si s o v r a p p o n e poco (:on quello del modello ,~ shell; quindi, sempre secondo LEVINGEt~, ogni eontroversin eircn l'esistenz~ di livelli disereti deve riguardare particolari livelli. LEVI~GEr¢ 5 p o r t a t o ~ pensure ehe le larghezze per emissione di um~ particelh~ t e n d o n o ad essere m o d e r a t a m e n t e larghe per quei livelli che contribuiscono m a g g i o r m e n t e ~ll~ sezione d ' u r t o d'~ssorbimento fotonico : per questi livelli ci si pub ~ttendere che le loro funzioni d ' o n d a si s o v r a p p o n g a n o bene con uno stato risultante dall'emissione di um~ p~rticella. Anche secondo TZARA IT 56], come si 5 visto~ le risonanze sono p i u t t o s t o larghe con almeno [ ' > 400 keV. T u t t ~ v i a la stru~tura fine sembra ben stabilit,~ per il processo di assorbim e n t o dn p a r t e di diversi nuclei leggeri come il ~2C il 14~ il ~O, ed anche per nuclei come il ~OF [Ta 54] e [G1 54] e i l ~:AI [B 58]. Q u a n t o all,~ dis~ribuzione angolare per quello che riguard~ i f o t o n e u t r o n i si ha spesso un a n d a m e n t o anisotropo, specfi~lmente per la p a r t e altn dello

308

v. DE SABBATA

spettro ossia per i neutroni pifl veloci; t u t t a v i ~ si ha sempre s i m m e t r i a a t t o r n o a 90 ° e la distribuzione pub essere posta nella f o r m a aq-b sin 2 0; questo non 5 necessariamente evidenza di effetto diretto: infatti anche il modello statistico pub dare un a l l o n t a n a m e n t o dall'isotropia; il modello statistico predice u n a distribuzione angolare isotropa se pareeehi stati finali possono essere raggiunti d a n a emissione di u n a particella in un dato intervallo energetico, m a se solo pochi stati sono raggiungibili, come nella p a r t e ad alta energia dello spettro maxwelliano, allora anehe il modello statistico d~ deviazione dell'isotropia, restando t u t t a v i a u n a distribuzione s i m m e t r i c a a t t o r n o a 90 °. Quanto al rapporto b/a, non b molto facile allo stato attuale fare dei precisi confronti fra i diversi nuclei e darne un a n d a m e n t o col n u m e r o di m a s s a A, sia perchb le varie esperienze si riferiscono a diverse energie E ..... dei :~ di bremsstrMflung, sia perch6 i rivelatori usati non sono t u t t i sensibili nella stessa maniera alla energia dei neutroni e perch~ infine i valori di b/a si riferiscono a neutroni in intervalli energetici diversi per i vari nuclei. T u t t a v i a s e m b r a di p o t e r i n t r a v e d e r e u n a diminuzione del r a p p o r t o b/a al crescere di A : si h a cio6 u n a t e n d e n z a all'isotropia via via che si passa da nuclei leggeri a nuclei pesanti. I1 i a t t o she PRIcI~ [P 54] t r o v i un a n d a m e n t o inverso e cio6 un a u m e n t o di b/a al crescere di A, dipende dal rivelatore usato che b Al(n, p) e the ~ sensibile solo ai n e u t r o n i che hanno energi~ superiore ~ una certa soglia; a n d a n d o ~llora verso i nuclei pesanti, si ha che i neutroni e v a p o r a t i tendono ad avere energia pill bassa (perch6 1,~ t e m p e r a t u r a n u c l e a t e b pifl bassa), e quindi il rivelatore perde un maggior n u m e r o di neutroni isotropi donde la parvenz~ di u n a maggiore anisotropia. I n v e c e lo studio f a t t o su 8 elementi (Be, C, A1, Fe, Cu, Sn, Pb) da D~xoN [D 55] t h e rivela i neutroni con un rivelatore non critico sull'energia (6 uno scintillatore di lucite e solfuro di zinco), indica un~ diminuzione di b/a col n u m e r o di mass~ A c h e si pub quindi i n t e r p r e t a r e come u n a indicazione qualitativa della relativa i m p o r t a n z a del processo di evaporazione e del processo dh'etto. P e r qu.anto riguarda la distribuzione angol~re dei fotoprotoni, questa molto spesso present~, oltre ad un a n d a m e n t o anisotropo, anche u n a notevole a s i m m e t r i a rispetto a 90 ° con u n a preferenza verso gli angoli in avanti. Quest~ a s i m m e t r i a 6 u n a indicazione di un effetto di interferenza dipolo-quadrupolo. Scritta la distribuzione angolare nella f o r m a a÷b sin ~ 0 (1 ÷ p cos 0)% il n u m e r o p indica l ' i m p o r t a n z a di questa interferenz~. I1 r a p p o r t o p2/5 5 uguale al r a p p o r t o t r a la sezione d ' u r t o di quadrupolo a~ e di dipolo ad e d£ quindi la percentuale di a~ lca'esente. I n Tabella I si riportano i valori misurati di p per ~lcuni nuclei e del rapi porto aq/a~; nella q u a r t a colonna 6 r i p o r t a t a l'energia m a s s i m a E .... dei 7 db r e m s s t r a h l u n g (se l'esperienza 6 f a t t a a pih di u n a E ..... , u n a freccig indica il senso in cui cresce p e a~/as al crescere dell'energia) e nella quinta Fintervallo

LE RlgAZIONI FOTONUCLEARI

]g L A R I S O N A N Z A G I G A N T E

309

- II

energetico dei protoni considen~ti; infine nell'ultim,~ colonna 6 d a t a la bibliografia. Come si 5 gi~ osservato per i fotoneutroni, anche nel caso dei f o t o p r o t o n i , per le stesse ragioni dette, ~ difficile per il m o m e n t o d~re un a n d a m e n t o d i p ~I'ABELLA I.

o,

Emax (SIeV)

0.85--1

15--20

30 42 60 80

tutti i protoni

[ K 56]

O,25 0.8 0.5--0.75

1

13 5.11

23 65 30 42 60 80

tutti i protoni p r o t o n i > 14 M e V tutti i protoni

[ H 52] [ J 55] [ K 56]

aq/a a

!

!Nuclei

p

/o

9Be 12C 12C 12C 12C 12C 12C 15N ~7A1 27A1

59(~ O 59(~ O

Ni Cu Mo l°aRh { In 197.~kU

2o9Bi

0.6 0.6 0.3 0.24 0.2 0.7 1.35 0.75 0.57 0.5

7 7 1.8 1

1 1.45

0,5 2 0.2 0.3 0.75--1 1.0 2

0.8 10 36 11 6 5 2O 40 5 81) 0.8 1.8 11--20 2O I 8O

in funzione del numero

35 31 20--40 18.7 e 24.6 70 40 e 65 65 30 30 23 24 65 23 65 70 70 23 70 24

incidenti.

per

protoni > 7 MeV p r o t o n i > 5.5 5[eV p e r p r o t o n i di ~ 6 M e V • 9.3--14 MeV p r o t o n i > 10.5 5 I e V p r o t o n i ,~ pifl a l t a ener~'ia p r o t o n i > 14 M e V protoni > 7 MeV p r o t o n i > 5 . 5 MeV t u t t i i 1)rotoni tutti i protoni p r o l o n i > 14 M e V tutti i protoni l ) r o t o n i > 14 M e V 7--10 MeV 10--16 MeV tutti i protoni 1 1 - - 1 7 5IeV i ) r o t o n i > 10 M e V

4i mass~ A o del numero

ussai interess~mte eseguire delle misure dei fotoprotoni

! I n t e r v M l o e n e r g e t i c o dei I protoni consider~ti

isotopi

louri e per

~tomieo Z e sarebbe

di p studiando una

ben

le distribuzioni

determinata

Bibliografia

[L 57]

[~[ 57] [B 58] [R 58] [Li ,56]

[l~f 53] [3 55] [E 58]

[E 58] [.~l 52] [ T o 54]

[3.35] [~[ 52] [3 55] [D 563 [D 56] [T 53] [1) 56]

IT 53]

pertanto angolari

energia

dei

310

v. DE SABBATA

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53] 5S] 50] 56] 56]

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LE REAZIONI FOTONUCLEARI E LA RISONANZA GIGANTE - II

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[E 55] In 58] [F 54]

[F 55] [F 56] [F 57] IF 58] [Fa 56] [Fe 56] [Fe 57] [Fo 54]

[Fu 54] [Fu 57] [Fu 581] I(~ [(~ [G [(~ [G

41] 4811 51j 53] 54]

[(~ 55] [G 56] [G 57] [Go 54] [Go 48] [Go 54] [Gr 53] [Gr 56] [K47] [H 49] [H 51] [K 52] [It 53] [Ha52] [Ha 53]

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