Предмет современной физики промежуточных энергий

В последние 2−3 десятилетия происходила постепенная смена тематики исследований в области физики промежуточных энергий, в результате чего сменился ее предмет. Вместо «охоты за резонансами», актуальной в 60 70-е годы, когда основная масса экспериментальных и теоретических работ была посвящена взаимодействиям элементарных частиц (нуклонов с нуклонами, мезонов с нуклонами), внимание физиков переместилось на проблемы взаимодействия частиц с ядрами и проблемы проявления кварковых степеней свободы в ядрах. Произошло сближение тем, считавшихся «чистой физикой элементарных частиц» и «чистой ядерной физикой»; ядерная физика «вошла» в область промежуточных энергий и стало возможным говорить о ядерной физике промежуточных энергий или релятивистской ядерной физике (правда, последний термин после ускорения ядер в ЦЕРН и запуска коллайдера RHIC в Брукхейвене включает в себя и ядерную физику высоких энергий).

Проблематика ядерной физики промежуточных энергий сформировалась как при движении из области низких энергий к более высоким при решении проблем тралдционной ядерной физики, так и при движении от физики взаимодействия элементарных частиц друг с другом к рассмотрению их взаимодействия с ядрами. Большую роль здесь сыграл успех теории Глаубера-Ситенко в описании взаимодействия частиц с ядрами.

Основные направления (предмет) современных исследований по физике промежуточных энергий можно представить следующим образом (двигаясь от проблем традиционной ядерной физики к проблемам физики частиц в узком смысле).

• • Структура ядер и ядерная материя (нуклонная):
  • — Распределение вещества в ядрах (протонов, нейтронов); распределение электрического заряда; распределение электрических токов.
  • — Механизмы возбуждения ядерных уровней. Функции отклика на разные типы возбуждений разными пробниками (селективное возбуждение ядерных уровней).
  • — Свойства ядерной материи при высоких плотностях вещества, высоких температурах и т. д. Создание условий для образования и исследования свойств барионной (не обязательно нуклонной) материи (обогащенной мезонами и адронными резонансами в том числе). Уравнение состояния барионной материи, се фазы и фазовые переходы.
• • «Экзотические» ядра, в том числе — ядра с протяженной нуклонной оболочкой; гипер-ядра; ядра с возбужденными нуклонами (например, ядра с Д-возбуждениями) или мезонами (?/- ядра); системы, пограничные между атомами и ядрами: глубоко связанные /f-кластеры и т. п.
• • Проявления ненуклонных степеней свободы ядерной материи, в т. ч. кварк-глюониых. Отклик ядерного вещества на высокие возбуждения, проявления внутренней структуры частиц при малых расстояниях между ними.
• • Ядерные силы при «средних» и «малых» расстояниях между нуклонами. Многонуклонные силы и их природа.
• • Релятивистские составные системы и проблема их теоретического описания. Экспериментальные методы и подходы к изучению структуры ядер при малых, по сравнению с размером нуклона (~ 0.8 Фм), расстояниях между ними.^[1]
• • Механизмы рождения частиц (мезонов, барионов) на связанных нуклонах; коллективные (в широком и узком смысле) явления.
• • Механизмы рождения частиц вблизи их порогов.
• • Изучение взаимодействия нестабильных частиц при малых относительных энергиях с другими (стабильными) частицами и ядрами путем анализа взаимодействия в конечном состоянии вблизи порогов их рождения.
• • Спектроскопия элементарных частиц; экзотические частицы.
• • Задачи метрологического характера (определение численных значений феноменологических констант, необходимых как для традиционной ядерной физики, так и для физики высоких энергий).

• [1] Свойства частиц и резонансов в ядерной среде.