Настоящий курс лекций предназначен для студентов и других учащихся, специализирующихся в области экспериментальной ядерной физики и инженерии. Эти лекции могут быть своего рода учебным путеводителем по ряду элементов квантовой физики и прежде всего по связям квантовой механики нерелятивистской и релятивистской. Такой путеводитель, по мнению автора, должен в простой и доступной форме ликвидировать имеющийся пробел в учебной литературе.

В предисловии к своей известной книге «Физика ядра» (пер. на русский, 1964 г.) проф. М. Престон обращает внимание на важность подготовки студента к самостоятельной работе над периодической литературой. Автор следует этой же главной цели: заинтересовать учащегося в материале и тем самым «подтолкнуть» его к более глубокому самостоятельному чтению научных публикаций. По этой причине в настоящем курсе лекций приводятся многочисленные ссылки на оригинальные работы (на русском и английском языках). В практическом плане такой же подход автор применял и во время руководства многими дипломными работами (проектами) на физическом факультете СПбГУ и физико-механическом факультете СПбПУ. По существу, эти же принципы перенесены и в представляемом онлайн курсе лекций, который можно рассматривать как введение в современный модельный анализ результатов экспериментов в области ядерных реакций, включая рассеяние протонов на ядрах.

Настоящий курс лекций затем расширен и дополнен Курсом лекций II, часть А (см. онлайн на этом же сайте). В дальнейшем курс II будет продолжен.

The present lecture course is aimed at undergraduate and other students studying experimental nuclear physics and engineering. These lectures may be used as a guide explaining a number of elements of quantum physics, primarily the relation between nonrelativistic and relativistic quantum mechanics. Such a guide, in the author’s opinion, can eliminate the existing gap in the available scientific literature.

In the introduction to the well-known book “Physics of the Nucleus” (translated into Russian in 1964) Prof. M. A. Preston emphasized the importance of preparing students for independent navigation through scientific periodicals.

Keeping this in mind, the author provides numerous references to publications both in Russian and in English, in order to provoke students’ interest to the material and involve them in active reading. Practically the same approach he tested in supervising students’ course works and dissertations / projects, while working at the Physics Department of St. Petersburg State University and the Department of Physics and Mathematics of Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University.

Similar principles are applied to the present online lecture course that can be considered as an introduction to modern model analysis of experimental data in the sphere of nuclear reactions, including proton scattering from nuclei.

Lecture Couse I has been later expanded and complemented by Lecture Course II, Part A, which is also available online on this site. Lecture Course II will be continued in future.

В настоящей лекции рассматриваются процессы -рассеяния, в основном в энергетическом диапазоне E_p =150–500 МэВ. Выделенная жирным знаком р (в литературе часто ) означает определенную ориентацию спина в пространстве. Большой опыт в мировой практике показывает, что при этих значениях E_p, по крайней мере для неполяризованных протонов, вполне успешно может быть применена так называемая оптическая модель. В этой модели замена многочастичного ядерного взаимодействия двухчастичным комплексным нуклон-ядерным потенциалом производится по аналогии с описанием распространения света в преломляющей и поглощающей среде [3]. Именно от этого и происходит название этой модели. Она занимает промежуточное положение между оболочечной моделью ядра с очень слабым поглощением и моделью составного ядра с очень сильным поглощением [3].

The lectures consider nonrelativistic and relativistic formalism in inelastic proton scattering; interaction of nucleons in free space; application of nucleon interaction formalism to the process of their scattering from nuclei; the method of coupled channels; relations between the formalism of the Schrödinger and Dirac equations; transformation of the relativistic equation into the “Schrödinger equivalent”; comparison of analytical approaches in the relativistic conception of inelastic proton scattering; the deformation model in the distorted-wave method based on relativistic and nonrelativistic formalisms; the optical model of the nucleus; application of various elements of the above discussed formalism to the analysis of experimental data on inelastic proton scattering.

With all the approaches, special attention is paid to the spin-orbit interaction and its origin,