Открыть главное меню

Вилен Митрофанович Струтинский (19291993) — советский физик. Член Европейской академии наук и искусств (Триест, 1991), член Совета по ядерной физике Академии наук СССР, член редколлегии журнала «Ядерная физика».

Струтинский Вилен Митрофанович
Портрет
Дата рождения 16 октября 1929(1929-10-16)
Место рождения село Данилова Балка,
Ульяновский район,
Кировоградская область,
Украинская ССР
Дата смерти 28 июня 1993(1993-06-28) (63 года)
Место смерти
Страна
Род деятельности физик-ядерщик
Награды и премии
Медаль «За трудовую доблесть» SU Medal In Commemoration of the 1500th Anniversary of Kiev ribbon.svg

Содержание

БиографияПравить

Вилен Митрофанович Струтинский родился 16 октября 1929 года в селе Данилова Балка Ульяновского района Кировоградской области в семье военнослужащего.

С 1930 по июль 1941 года жил с родителями в Одессе. В 1941 году вместе с матерью и братом был эвакуирован в городе Сухой Лог Свердловской области к месту службы отца. В 1942 году переехал с семьей в Свердловск. В 1943 году был принят в члены ВЛКСМ. В 1946 году переехал с семьей в Одессу, где в 1947 году окончил среднюю школу и поступил на физико-математический факультет Одесского государственного университета. В 1951 году по приказу Министра ВО СССР переведен на V курс физико-математического факультета Харьковского государственного университета, который закончил с отличием в 1952 году по специальности «теоретическая физика».

После окончания университета Вилен Струтинский в феврале 1953 года по распределению был направлен на работу в сектор теории атомного ядра Института атомной энергии им. И. В. Курчатова (руководитель — академик Аркадий Мигдал), где работал до 1970 года. Защитил кандидатскую (1959, МИФИ, Москва) и докторскую (1965, ОИЯИ, Дубна) диссертации. Выезжал в заграничные командировки на научные конференции по ядерной физике в Голландию (1956), Канаду (1960), США (1963, 1964).

В 1957—1958 годах проходил стажировку в Институте теоретической физики им. Нильса Бора (Копенгаген, Дания). В 1967 году Струтинский был приглашен в Институт теоретической физики им. Нильса Бора для развития созданной им теории и работал там в качестве гостевого профессора до конца 1970 года, а затем переехал в Киев, где до 1991 года руководил отделом теории ядра Института ядерных исследований (ИЯИ) АН УССР. В 1992—1993 годах он — главный научный сотрудник отдела теории ядра ИЯИ НАН Украины.

РаботыПравить

Первый период научной работы (1955—1956 годы) Вилен Струтинского был связан с развитием новых представлений о структуре сложных атомных ядер, обусловленных открытием их несферической формы. Его работы по теории альфа-распада, специфике правил отбора в деформированных ядрах привлекли широкое внимание специалистов. В них Струтинский независимо установил закономерности в вероятностях альфа-распада, известные как правила Алаги. Данные работы составили предмет его кандидатской диссертации.

Следующий цикл работ (1957—1961 годы) посвящён классической трактовке квантового углового момента, правил сложения квантовых угловых моментов[1] и корреляции между орбитальным моментом частицы и направлением её движения. В результате были установлены простые выражения для угловых распределений осколков деления вращающегося ядра (формула Халперна[2]-Струтинского), угловых распределений частиц, вылетающих из вращающегося компаунд ядра (формула Эриксона-Струтинского) и угловой корреляции в процессах смешанного типа, например, при распаде нагретого ядра, образованного в реакции срыва. Эти исследования легли в основу его докторской диссертации.

В 1962—1963 годах Вилен Струтинский выполнил фундаментальную работу (совместно с Н. Я. Лященко и Н. А. Поповым), посвящённую количественному описанию геометрических форм, через которые проходит ядро в процессе деления. В ней было получено общее решение сложной задачи о барьерах деления ядер и предсказано существование критической деформации, при которой происходит разрыв ядра на два осколка. В основе работы лежало предположение о том, что деление имеет квазистатический (бесконечно медленный) характер. Прошло около 30 лет после выполнения этой работы, когда открытие интенсивного ядерного трения дало веское обоснование именно такого характера процесса деления нагретых ядерных систем.

В последующих работах по теории деления была показана эквивалентность капельной модели деформированных ядер и статистических моделей, использующих функционал плотности энергии. Работа В. М. Струтинского и А. С. Тяпина (1963) установила связь между капельной моделью ядра и оболочечной моделью с остаточным взаимодействием. А именно, было показано, что полная энергия ядра произвольной формы, состоящая из кинетической энергии нуклонов и потенциальной энергии их взаимодействия, подсчитанная с квазиклассическими волновыми функциями нуклонов, имеет ту же структуру (объемная энергия + поверхностная энергия + кулоновская энергия), что и капельная формула Вайцзекера.

Эти работы выявили необходимость учёта оболочечных явлений в деформированных ядрах и послужили основой для развитого в 1965—1968 годах В. М. Струтинским метода расчёта полной энергии связи ядра — метода оболочечных поправок, получившего в дальнейшем его имя. В этом методе капельная модель описывает только среднее поведение массы ядра в зависимости от его нейтрон-протонного состава, на фоне которого реальные массы заметно отклоняются от капельных в области магических ядер. Такое поведение масс объясняется особенностями движения независимых нуклонов в замкнутом объеме ядра. Было показано, что нерегулярный компонент энергии связи можно рассчитать в рамках сравнительно простой оболочечной модели ядра.

В. М. Струтинский теоретически предсказал существование развитой оболочечной структуры нуклонных спектров[3] в сильно деформированных ядрах (сходной с зонной структурой электронных спектров в кристаллах), регулярно возникающей при определенных деформациях атомного ядра. На этом основании было предсказано существование промежуточного относительно устойчивого очень сильно деформированного состояния в тяжелых ядрах (уран — калифорний). Оказалось, что рассчитанные барьеры актинидов (Z = 90 — 98) имеют двугорбый характер, с углублением между барьерами, превышающим на 2-3 МэВ дно внутренней потенциальной ямы.

Это открытие позволило решить многие загадки в делении актинидов из гипотетических метастабильных состояний с низким спином и энергией возбуждения E* > 2,5 МэВ, а именно: природу таких состояний, характерную модуляцию компаунд-ядерных резонансов в сечениях реакций (n, f), (d, pf) на актинидах и величину угловой анизотропии осколков деления. Кроме того, что не менее важно, из открытия В. М. Струтинского вытекало, что модификация капельного барьера из-за неоднородности одночастичного спектра может сделать стабильными (по отношению к делению) ядра с Z около 114 (сверхтяжелые элементы).

Теория В. М. Струтинского позволила не только объяснить многие известные особенности процесса деления ядер, но и предсказать новые свойства, неожиданные с точки зрения традиционных представлений теории Нильса Бора. Последующие интенсивные исследования и эксперименты полностью подтвердили теоретические выводы В. М. Струтинского. Предложенная им теория впервые сделала возможным количественное предсказание масс, многих свойств делящихся ядер и, в особенности, стабильности сверхтяжелых ядер. Она получила широкое распространение и входит в основной фонд ядерной физики.

В последующих работах В. М. Струтинского и его сотрудников было показано, что оболочечная или зонная структура спектра ядер является общим свойством конечных ферми-систем. Была установлена количественная связь между величиной оболочечных эффектов и симметрией одночастичного движения в ядерном потенциале, качественно установлены закономерности изменения роли оболочек в зависимости от числа нуклонов и формы ядра. Таким образом, были выявлены те факторы, которыми обусловлена несферичность и определяются равновесные формы тяжелых ядер.

Использование метода для расчёта масс вращающихся ядер привело к предсказанию супердеформированных квазистационарных состояний, возникающих при больших угловых моментах (В. В. Пашкевич, С. Фрауендорф, 1976). Увеличение числа параметров для описания формы делящегося ядра позволило предсказать наличие двух долин деления в области доактинидных ядер, в одной из которых ядро проходит через более компактные формы, чем в другой.

В дальнейшем сверхтяжелые ядра, супердеформированные квазистационарные состояния с большими спинами и существование нескольких долин деления были подтверждены экспериментально.

В некоторых работах 1970-х годов В. М. Струтинский возвращается к делительной тематике. Характерной является небольшая работа 1974 года в журнале «Ядерная физика», в которой привлечено внимание к формуле Крамерса 1940 года для делительной ширины с учётом трения и в этом контексте внесены исправления в формулу Бора — Уилера для делительной ширины в системах без трения.

В работах 1980-х годов доминирует тяжело-ионная тематика. Анализируются макроскопический (классический) и квантовомеханический аспекты реакций с тяжелыми ионами. Впервые дано объяснение свойств реакций, не укладывающихся в классические представления. Разработана простая теория ядерных реакций между тяжелыми ионами, учитывающая макроскопический и волновой аспекты, которая удобная для анализа экспериментальных данных по квазиупругим и глубоко неупругим реакциям с тяжелыми ионами. В рамках этой теории проведено более глубокое изучение механизмов взаимодействия тяжелых ионов, в частности исследование квантовых интерференционных и резонансных явлений (механизм поляризации и вращательные состояния ядер, резонансное рассеяние на большие углы и другие). Детальное изучение статистических характеристик реакций позволило обнаружить связь флуктуационных характеристик поляризации и сечений реакции.

Значительное место среди работ В. М. Струтинского и его сотрудников занимает разработка теории коллективного движения в ядрах при больших амплитудах и конечной величине скорости. В этой области ими получены принципиальные результаты, важные для создания количественной теории таких ядерных процессов. Показано, что при большой амплитуде и конечной скорости деформации ядра происходит перераспределение частично-дырочных состояний, соответствующее переходу к макроскопическому режиму деформации и формированию динамического основного состояния.

Предложена и создана новая теоретическая модель динамики коллективных процессов в тяжелых ядрах — газово-капельная модель ядра (ГКМ). ГКМ согласованно соединяет макроскопические степени свободы и квази-частичные возбуждения в ядрах. Разработан метод эффективной поверхности ядра для задач коллективной динамики. В полуклассическом приближении ГКМ получены решения уравнений движения в объеме ядра при макроскопических условиях на эффективной поверхности. В рамках этого подхода получено простое решение некоторых задач коллективной ядерной динамики. Изучены характеристики изоскалярных и изовекторных резонансов в сферических и деформированных ядрах. Получены энергии возбуждения, переходные плотности, распределения энергетически взвешенного правила сумм и столкновительные ширины.

Работы В. М. Струтинского находятся среди наиболее значительных исследований в теории атомных ядер. Как сами работы, так и связанные с ними многочисленные экспериментальные исследования обсуждались на многих международных конференциях. Несколько конференций было специально посвящено изучению новых аспектов процесса деления ядер, вытекающих из теории В. М. Струтинского.

Статьи В. М. Струтинского «Оболочечные эффекты в массах ядер и энергиях деформации» (1967) и «Оболочки в деформированных ядрах» (1968) признаны как одни из самих цитируемых и оценены Институтом научной информации США как «классическое цитирование».

Выражения «энергетическая теорема Струтинского», «метод оболочечных поправок Струтинского», «двугорбый барьер деления Струтинского» широко вошли в мировую научную литературу по теории ядра и ядерной физике.

Предсказанное В. М. Струтинским явление существования оболочечной структуры в сильно деформированных ядрах и образование метастабильного промежуточного состояния в процессе деления зарегистрированы как открытие в СССР (Государственный реестр научных открытий СССР № 200, 1977).

Работы В. М. Струтинского получили законное признание и широко известны в нашей стране и за рубежом. Многие результаты, впервые полученные им, сыграли важную роль в развитии современных представлений теории сложных атомных ядер, включаются в основные курсы по ядерной физике. Им подготовлено большое число специалистов, многие его ученики стали кандидатами и докторами наук, профессорами. Глубокая научная интуиция, профессиональное мастерство физика-теоретика, острый критицизм в работе и чуткое отношение к людям, живой интерес ко всему новому в науке и жизни, принципиальность и бескомпромиссность создали В. М. Струтинскому высокий авторитет среди отечественных и зарубежных ученых.

ЗаслугиПравить

Основные даты жизни и деятельностиПравить

Список научных трудовПравить

ПримечанияПравить

СсылкиПравить