Відтворення форма інклюзивних спектрів ядер через процеси взаємодії нейтронів у кінцевому стані. Інтерференція амплітуд резонансної й Ватсона-Мігдала. Кутовий розподіл синглетних динейтронів. Супермультиплетна потенціальна модель взаємодії найлегших ядер.
Аннотация к работе
ЯДЕРНА ФІЗИКА УДК 539.172.17 ПЕРЕРІЗИ РЕАКЦІЇ 3H(d,3He)nn ПРИ ЕНЕРГІЇ ПУЧКА ДЕЙТРОНІВ 37 МЕВ Представлено інклюзивні спектри й диференціальні перерізи реакції 3H(d,3He)nn, отримані при енергії пучка дейтронів 36,9 МЕВ. Форму інклюзивних спектрів ядер 3He вдається відтворити, моделюючи процеси взаємодії двох нейтронів у кінцевому стані й послідовного розпаду через резонанс 4He* (Ex = 21,2, ? = 0,7 МЕВ), а також інтерференцію резонансної амплітуди й амплітуди Ватсона - Мігдала. У такий спосіб визначено диференціальні перерізи реакції 3H(d,3He)nn, що супроводжуються утворенням синглетних nn пар, та отримано кутовий розподіл синглетних динейтронів.У свій час було зроблено кілька спроб використати реакцію d 3H > 3He 2n поряд з n 2H > p 2n, t 3H > 4He 2n тощо для визначення низькоенергетичних параметрів амплітуди розсіювання нейтрон-нейтрон (nn) (головним чином, довжини розсіювання ann), реєструючи інклюзивні спектри іонів He [1 - 4] і порівнюючи форму піка на верхньому краї спектра, повязаного із взаємодією в кінцевому стані (ВКС) nn, із передбаченнями простих моделей [5 - 7]. Зокрема, було виділено кілька приблизно рівноймовірних квазібінарних механізмів реакцій: квазівільне розсіювання (КВР) кластерів, ВКС, процес послідовного розпаду через резонанси 4H*, 4He*, 4Li*. У роботі [20] показано, що для системи d 3H(3He) СПМ дає кількісний опис експериментальних даних при енергіях, що не перевищують 10 МЕВ у системі центра мас (с.ц.м.). В експерименті було реалізовано класичний метод перетинання кінематичних кривих [22], відповідно до якого енергія пучка визначалася кутом, під яким зрівнювалися енергії геліонів з бінарних реакцій 2H(d,3He)n (Q = 3,269 МЕВ) і 12C(d,3He)11B (Q =-10,463 МЕВ). Питомі іонізаційні втрати іона з енергією e у мішені й ?E детекторі (Si) параметризовано наближеною формулою DES (e) - питомі іонізаційні втрати іона з енергією e в ?E детекторі; a0, a1 - коефіцієнти, що визначаються наближенням за МНК. dx d?/D?C.m., мб/срПоказано, що структуру спектрів ядер 3He можна пояснити, враховуючи в реакції 3H(d,3He)nn процеси взаємодії двох нейтронів у кінцевому стані й послідовний розпад через резонанс 4He* (Ex = 21,2, ? = 0,7 МЕВ), а також інтерференцію резонансної амплітуди й амплітуди Ватсона - Мігдала.
Вывод
При енергії пучка дейтронів 36,9 МЕВ отримано інклюзивні спектри іонів 3Не з реакцій d 3H і диференціальні перерізи реакції 3H(d,3He)nn. Показано, що структуру спектрів ядер 3He можна пояснити, враховуючи в реакції 3H(d,3He)nn процеси взаємодії двох нейтронів у кінцевому стані й послідовний розпад через резонанс 4He* (Ex = 21,2, ? = 0,7 МЕВ), а також інтерференцію резонансної амплітуди й амплітуди Ватсона - Мігдала. Застосована в дослідженні методика моделювання спектрів дає змогу визначити диференціальні перерізи d? (?)/D? утворення синглетних nn пар в реакції 3H(d,3He)2n і порівняти їх з перерізами, обчисленими в рамках супермультиплетної потенціальної моделі розсіювання найлегших кластерів.
Автори дякують проф. В. Г. Неудачину за плідні обговорення результатів і зауваження до тексту рукопису.
Список литературы
1. Larson H.T., Bacher A.D., Nagatani K., Tombrello T.A. Neutron-neutron effective range parameters from the 3H(2H,3He)2n and 3He(2H,3H)2р reaction // Nucl. Phys. A. - 1970. - Vol. 149. - P. 161 - 196.
2. Baumgartner E., Gonzett H.E., Shield E., Slobodrian R.J. Determination of the neutron-neutron scattering length from the reaction T(d,3He)2n // Phys. Rev. Lett. - 1966. - Vol. 16. - P. 105 - 115.
3. Bachelier D., Bernas M., Harney H.L., Jourdain J.C. Charge symmetry in the mirror reaction 3H(d,3He)2n and 3He(d,t)2p at 83 MEV // Nucl. Phys. A. - 1972. -Vol. 184. - P. 641 - 688.
4. Gross E.E., Hungerford E.V., Malanify J.J. Charge symmetry study with the reaction 2H(t,3He)nn and 2H(3He,t)pp // Nucl. Phys. A. - 1971. - Vol. 164. -P. 376 - 385.
5. Watson K.M. The effect of final state interactions on reaction cross section // Phys. Rev. - 1952. - Vol. 88. -P. 1163 - 1170.
6. Мигдал А.Б. Теория ядерных реакций с образованием медленных частиц // ЖЭТФ. - 1955. - Т. 28. - С. 3 - 10.
7. Phillips G.C., Griffy T.A., Biedenharn L.C. The significance of the generalized density of states function for nuclear spectra // Nucl. Phys. - 1960. - Vol. 21. - P. 327 - 339.
8. Adam G., Bar Avraham E., Fox R.., Porat Y. Investigation of the reaction 3H(n,2n)2H at En = 13.95 MEV and the neutron-neutron scattering length // Nucl. Phys. A. - 1971. - Vol. 178. - P. 321 - 331.
9. Charlton L.A., Kelso S.M., Warner R.E. A DWBA treatment of the reaction 3He(d,tp)p // Nucl. Phys. A. -1971. - Vol. 178. - P. 39 - 48.
60
10.Niiler A., Spiger R,J., Von Witsch. W., Phillips G.C. Three - body break up in the ЗНЕ d reaction // Nucl. Phys. A. - 1972. - Vol. 179. - P. 263 - 275.
11.Warner R.E., Gottlieb S.A., Ball G.C. et al. Effects of exchange and final - state interactions in the reactions 2H(3He,3Hp)p and 2H(3He, 3Hep)n // Nucl. Phys. A. -1974. - Vol. 221. - P. 593 - 607.
12.Warner R.E., Ruyle R.L., Davies W.G. et al. Initial-state distortion and final-state interaction in the 2H(3He,3Hep)n and 2H(3He,3Hp)p reactions // Nucl. Phys. A. - 1975. - Vol. 255. - P. 95 - 108.
13.Darden S.E., Karban O., Blyth C. et al. The 2H(3He,3Hep)n reaction with 33-MEV polarized 3He ions // Nucl. Phys. A. - 1988. - Vol. 486, No 2. -P. 285 - 305.
14.Ayer Z., Darden S.E., Sen S., Warner R.E. Spin polarization effects in the 3He(d,3Hep)n and the 3He(d,tp)p reactions at Ed = 17 MEV // Nucl. Phys. A. - 1993. -Vol. 562. - P. 1 - 31.
15.Sekioka T., Fukunaga K., Kakigi S. et al. Breakup of 3He with 59.6 MEV vector-polarized deuterons at dp quasifree - scattering conditions // Nucl. Phys. A. -1995. - Vol. 588, No. 2. - P. 510 - 520.
16.Bruno M., Cannata F., DAGOSTINO M. et al. 3He - induced d* production // Journal of Physics. G. - 1988. -Vol. 14, No 11. - P. L235 - L238.
17.Neudatchin V.G., Sakharuk A. A., Smirnov Yu. F. Generalized potential description of the interaction of very light cluster: scattering and photonuclear reactions // Fiz. Elem. Chastits At. Yadra. - 1992. -Vol. 23. - P. 479 - 541.
18.Neudatchin V.G., Kukulin V.I., Pomerantcev V.N., Sakharuk A.A. Generalized potential description of mutual scattering of the lightest p d, d 3He nuclei
ЯДЕРНА ФІЗИКА ТА ЕНЕРГЕТИКА № 3 (25) 2008
ПЕРЕРІЗИ РЕАКЦІЇ 3H(d,3He)nn and the corresponding photonuclear reactions // Phys. Rev. C. - 1992. - Vol. 45. - P. 1512 - 1527.
19.Neudatchin V.G., Sakharuk A.A., Dubovichenko S.B. Photodisintegration of 4He and the supermultiplet potential model of cluster - cluster interactions // Few-Body Systems. - 1995. - Vol. 18. - P. 159 - 172.
20.Лебедев В.М., Неудачин В.Г., Стружко Б.Г. Реакции с опрокидыванием спин-изоспина дейтрона и супермультиплетная потенциальная модель взаимодействия легчайших кластеров // Ядер. физика. - 2002. - Т. 65, № 3. - C. 489 - 504.
21.Стружко Б.Г., Лебедев В.М., Неудачин В.Г. Упругое рассеяние дейтрона на дейтроне и реакция с переворотом их спин-изоспинов в синглет в сравнении с супермультиплетной потенциальной моделью взаимодействия кластеров // Ядер. физика. - 2003. - Т. 66, № 5. - С. 845 - 855.
22.Бардин Рикки. Кинематический метод определения энергии пучка ускорителя // Приборы для научных исследований. - 1964. - Vol. 35, № 7. -С. 121 - 123.
23.Альошин В.О., Белюскіна О.О., Бердніченко С.В. та ін. Дослідження взаємодії дейтронів з ядрами тритію // Int. Conf. “Current problems in nuclear physics and atomic energy”. - Kyiv, 2007. Part 1. -P. 270 - 282; Гранцев В.І., Грашилін В.О., Дей Ю.О. та ін. Модернизований експериментальний комплекс для дослідження ядерних реакцій на прискорювачі У - 240 // Зб. наук. праць Ін-ту ядерних досл. - 2004. - № 1(12). - С. 108 - 113.
24.Белюскіна О.О., Бердніченко С.В. Гранцев В.І. та ін. Дослідження ядерних реакцій у системі d t // Ядерна фізика та ядерна енергетика. - 2007. -№ 3 (21) - С. 54 - 60.
25.Roy R., Seiler F., Conzett H.E., Rad F.N. Cross section and vector analyzing power T of the process 3He(d, d)3He (d,p)4He between 15 and 40 MEV // Phys. Rev. - 1981. - Vol. C24. - P. 2421 - 2433.
11
26.Ohlsen G.G. Kinematic relations in reactions of the form A B > C D E // Nucl. Instr. Meth. - 1965. -Vol. 37. - P. 240 - 248.
27.Toгnow W., Carman T.S., Chen Q. et al. Scattering length measurements from radiative pion capture and neutгon-deuteгon breakup // Nucl. Phys. A. - 1998. -Vol. 631. - P. 421c - 425c.
28.Александров Д. В., Никольский Э. Ю., Новацкий Б. Г. и др. Существуют ли возбужденные состояния в системе двух нейтронов? // Письма в ЖЭТФ. - 1998. - Т. 67. - С. 860 - 865.
29.Стружко Б.Г. Так существуют ли возбужденные состояния в системе двух нейтронов? // Изв. РАН. - 2000. - Т. 64 - С. 890 - 893.
СЕЧЕНИЕ РЕАКЦИИ 3H(d, 3He)nn ПРИ ЭНЕРГИИ ПУЧКА ДЕЙТРОНОВ 37 МЭВ
О. О. Белюскина, В. И. Гранцев, В. М. Лебедев, А. Л. Литвинский, К. К. Кисурин, Г. П. Палкин, С .Е. Омельчук, Ю. С. Рознюк, Б. А. Руденко, В. С. Семенов, Л. И. Слюсаренко, Б. Г. Стружко, В. А. Шитюк
Представлены инклюзивные спектры и дифференциальные сечения реакции 3H(d,3He)nn, измеренные при энергии пучка дейтронов 36,9 МЭВ. Форму инклюзивных спектров ядер 3He удается воссоздать, моделируя процессы взаимодействия двух нейтронов в конечном состоянии и последовательного распада через резонанс 4He* (E = 21,2, ? = 0,7 МЭВ), а также интерференцию резонансной амплитуды и амплитуды Ватсона - Мигдала. Таким образом определены дифференциальные сечения реакции 3H(d,3He)nn, сопровождающейся образованием синглетных nn пар, и получено угловое распределение синглетных динейтронов. Результаты сравниваются с супермультиплетной потенциальной моделью взаимодействия легчайших ядер. x
CROSS SECTIONS OF THE 3H(d, 3He)nn REACTION AT THE DEUTERON BEAM ENERGY 37 MEV
O. O. Beljuskina, V. I. Grantsev, V. M. Lebedev, A. L. Litvinsky, K. K. Kisurin, G. P. Palkin, S. E. Omelchuk, J. S. Roznjuk, B. A. Rudenko, V. S. Semenov, L. I. Sljusarenko, B. G. Struzhko, V. A. Shitjuk
Inclusive 3He spectra and differential cross sections of the 3H(d,3He)nn reaction measured at the deuteron beam energy of 37 MEV are presented. The shape of the inclusive 3He spectra can be reproduced by using a model that takes into account neutron - neutron Final State Interaction, Sequential Decay of the 4He* resonance (Ex = 21,2, ? = = 0,7 MEV) and an interference of resonant amplitude and Watson - Migdal as well. Thus this way differential cross sections of the 3H(d,3He)nn reaction followed by appearance of singlet nn pairs and angular distribution of singlet di-neutrons are obtained. The results are compared to the supermultiplet potential model of the lightest nuclei interaction.
Надійшла до редакції 15.07.08, після доопрацювання - 11.12.08.