Сотрудники физического факультета и Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова выяснили причину значительного расхождения результатов фотонейтронных экспериментов. Две статьи были опубликованы в журналах The European Physical Journal A и EPJ Web of Conferences.

В области фотоядерных исследований (имеющих дело с взаимодействием фотонов с ядрами) результаты разных экспериментов, которые выполняются с фотонами с энергиями выше десяти килоэлектронвольт, могут расходиться между собой до 100%. Подавляющее большинство данных по вероятности протекания фотонейтронных реакций с разным множеством продуктов на большом числе ядер было получено в двух лабораториях. Ученые использовали разные реализации одного и того же метода, сильно меняя условия экспериментов. Это приводило к систематическим расхождениям их результатов, намного превышающим их статистические погрешности.

Ранее авторы показали, что во многом такие систематические погрешности могут быть связаны с эффективностью использованных нейтронных детекторов, которая меняется в зависимости от энергии нейтронов. «В этих работах реализуются два разных подхода к решению проблемы. Предпринимается попытка экспериментально избежать недостатков использованных ранее методов разделения нейтронов по множественности путем использования нового нейтронного детектора, эффективность регистрации которого практически не зависит от энергии нейтронов», — рассказал соавтор работы, доктор физико-математических наук Владимир Варламов.

Исследования парциальных фотонейтронных реакций ученые выполнили с помощью нового детектора для ядер 9Be и 209Bi. Ученые получили варианты реакций с разной множественностью нейтронов, которые удовлетворяют критериям достоверности. Дополнительно в работе авторы описали результаты исследования для нескольких ядер фотонных силовых функций, которые позволяют достоверно единым образом объяснить соотношении взаимно-обратных реакций. Также ученые провели то же самое исследование конкретно для ядра 59Co, которое считается относительно легким. Из-за легкости определение реакции по множественности проводится с дополнительными систематическими погрешностями, что и послужило причиной расхождений.

«Результаты выполненных исследований вместе с некоторыми аналогичными (для других ядер) результатами, полученными ранее, и теми, что будут выполнены в дальнейшем, позволят получить достоверные сечения различных фотоядерных реакций на разных ядрах, которые будут соответствовать объективным физическим критериям достоверности. Это позволит уточнить оценки некоторых физических эффектов, определяющих основные характеристики электромагнитных взаимодействий, проверить соотношения теоретических моделей, описывающих эти взаимодействия, уточнить и получить новые характеристики фотоядерных процессов, используемых в разнообразных приложениях», — заключил ученый.