Периферические взаимодействия Периферические взаимодействия релятивистских ядер в эмульсиирелятивистских ядер в эмульсии П. И. Зарубин (ОИЯИ)П. И. Зарубин (ОИЯИ)

http://becquerel.jinr.ru/http://becquerel.jinr.ru/

Совмещенные микрофотографии взаимодействия релятивистского ядра 32S и волоса полученные с помощью микроскопа МБИ-9 при 60-кратном увеличении и цифровой фотокамеры NIKON.

Достоинства метода ядерной эмульсииДостоинства метода ядерной эмульсии

0.5 0.5 μμm resolutionm resolution, , identification of charges and identification of charges and H&He isotopesH&He isotopes

SPT: 3.65A GeV 28Si

proton

ФИАН, 50-е….ФИАН, 50-е….

4.5А ГэВ4.5А ГэВ/c /c 1212CC→3→3αα

1212СС→3→3αα

(4.5A (4.5A ГэВГэВ/c /c 66Li)Li)→→αα+d+d

4.5A GeV/c 16O

3.65A GeV 3.65A GeV 2424Mg 2+2+2+2+2+2Mg 2+2+2+2+2+2

3.65A GeV 3.65A GeV 2828Si 2+2+2+2+2+2+1Si 2+2+2+2+2+2+1

3.65A GeV 3.65A GeV 2020Ne 2+2+2+2+2Ne 2+2+2+2+2

Q’=(M*-M)/A

NUCLOTRON: NUCLOTRON: 2.1 А 2.1 А GeVGeV 1414NN

QQ22 1414NN33+X+X

0+, 8Be

Диаграмма кластерных степеней Диаграмма кластерных степеней свободы в легких ядрах. свободы в легких ядрах.

Приведены времена жизни и Приведены времена жизни и распространенности изотоповраспространенности изотопов.

Физическая программа Физическая программа проекта BECQUEREпроекта BECQUERELL

4.5A ГэВ/c 6Li→He+H

7Li. About 7% of all inelastic interactions of 7Li nuclei are “white” stars (80 events).

Decay of 7Li nucleus to -particle and triton - 40 events.

2.76A 2.76A ГэВГэВ 66HeHe

SPT: 2.76A GeVSPT: 2.76A GeV 33HH→→33НеНе

1.0A GeV 1.0A GeV 1010BB

22He+H He+H (6 MeV) - (6 MeV) - 73% 73% Li+HeLi+He (4.5 MeV)(4.5 MeV) - - 12%12%99BeBe++p (6.6 MeV)p (6.6 MeV) - - 2%2%

Магнитные каналы корпуса 205. Магнитные каналы корпуса 205. Стрелками указаны ответвления Стрелками указаны ответвления

1 (канал 3v) и 2 (канал 4v) при 1 (канал 3v) и 2 (канал 4v) при облучении эмульсии.облучении эмульсии.

Зарядовые спектры со сцинтилляционного монитора при формировании вторичного пучка с кратностью Zpr/Apr = 4/9 в реакции фрагментации 10B → 9Be на канале 3v.

370 events 1.2 A GeV370 events 1.2 A GeV 9 9BeBe→2He→2He

39 stars with heavy fragment of target nucleus (b-particle)

144 “white” stars +1.7 MeV

27 stars with target proton recoil (g-particle)

0+, 8Be(92 KeV, 6.8 eV)

2+, 8Be(2.9 MeV, 1. 5 MeV)

6Be

7Be

8B

9C

3He Clustering in Light Nuclei

1.2A 1.2A ГэВГэВ 77BeBe

1.6

MeV

5.6

6.9

25.3

21.2

2A 2A ГэВГэВ/c /c 1010B B 88BB

Зарядовые спектры со сцинтилляционного монитора при формировании вторичного пучка с кратностью Zpr/Apr = 5/8 в реакции фрагментации 10B → 8B на канале 3v.

Схема периферической диссоциации релятивистского ядраСхема периферической диссоциации релятивистского ядра 88B B в в электромагнитном поле ядра электромагнитном поле ядра AgAg: : сближение ядер ссближение ядер с прицельным параметром прицельным параметром bb ( (aa),), поглощение ядром поглощение ядром 88BB квазиреального фотона ( квазиреального фотона (bb), ), диссоциация на два фрагмента диссоциация на два фрагмента p p ии 77BeBe (с)(с)..

Диссоциация 8В → 7Ве + p c энергией 1.2 A ГэВ в периферическом взаимодействии на ядре эмульсии. На верхней фотографии указана вершина взаимодействия IV. При смещении по направлению струи фрагментов (нижняя фотография) можно различить фрагмент Be и фрагмент Н.

Диссоциация 8В → 2Не + Н c энергией 1.2 A ГэВ в периферическом взаимодействии на ядре эмульсии. На верхней фотографии видна вершина взаимодействия и струя фрагментов в узком угловом конусе. При смещении по направлению струи фрагментов (нижняя фотография) можно различить 2 фрагмента He и фрагмент Н (трек в середине).

88B: Total PB: Total PTT ( (77Be+p)Be+p)

EMD “white”starsEMD “white”stars

nnhh≠≠00

Поиск кластерной диссоциацииПоиск кластерной диссоциации 88B→2B→233HeHe++22HH

Зарядовые спектры со сцинтилляционного монитора при формировании вторичного пучка с кратностью Zpr/Apr = 2/3 в реакции фрагментации 12C → 9C на канале 3v.

Анализ облучения ядрами Анализ облучения ядрами 99СС

Облучение эмульсии ядрами Облучение эмульсии ядрами 1100CC

1.0 A 1.0 A ГэВГэВ 1010BB→→2233Не+Не+44НеНе

Облучение эмульсии ядрами Облучение эмульсии ядрами 1111CC

NUCLOTRON:1.2A GeV NUCLOTRON:1.2A GeV 1111BB

2.0 A GeV 2.0 A GeV 1111B→B→44Не+Не+77BeBe

Диаграмма слияния Диаграмма слияния p + p + 1111CC с распадом в ядро с распадом в ядро 1212CC..

Анализ облучения ядрами Анализ облучения ядрами 1212NN

Зарядовые спектры со сцинтилляционного монитора при формировании вторичного пучка с кратностью Zpr/Apr = 5/12 в реакции перезарядки 12C → 12N на канале 3v.

Предлагаемое на 2009-11 гг. продолжение проекта БЕККЕРЕЛЬПредлагаемое на 2009-11 гг. продолжение проекта БЕККЕРЕЛЬ должно должно стать новым этапом изучения легких ядер на границе протонной стать новым этапом изучения легких ядер на границе протонной стабильности. Предполагается осуществить поиск редких каналов стабильности. Предполагается осуществить поиск редких каналов диссоциации, идентификация которых может иметь значение для развития диссоциации, идентификация которых может иметь значение для развития физики ядрафизики ядра и сценариев нуклеосинтеза в ядерной астрофизике. и сценариев нуклеосинтеза в ядерной астрофизике.

Наиболее приоритетные задачиНаиболее приоритетные задачи состоят в исследовании множественной состоят в исследовании множественной фрагментации радиоактивных ядер фрагментации радиоактивных ядер 99СС и и 1212NN в ядерной эмульсии. в ядерной эмульсии. Подлежащие анализу слои эмульсии уже облучены этими ядрами. Подлежащие анализу слои эмульсии уже облучены этими ядрами.

Будут продолжены исследования кластерных степеней свободыБудут продолжены исследования кластерных степеней свободы в ядрах в ядрах 7,9 7,9Be, Be, 8,10,118,10,11BB, , 1414N, N, 2828Si Si и и 3232SS на новом уровне статистики и детальности описания. на новом уровне статистики и детальности описания.

Новые облучения ядерной эмульсии будут выполнены во вторичных пучкахНовые облучения ядерной эмульсии будут выполнены во вторичных пучках содержащих изотопы содержащих изотопы 10,1110,11CC и формируемых с помощью реакций перезарядки и формируемых с помощью реакций перезарядки. . В рамках экспериментов по облучению предполагается осуществить поиск В рамках экспериментов по облучению предполагается осуществить поиск процесса двойной перезарядки ядер процесса двойной перезарядки ядер 99BeBe в в 99СС, связанного с глубокой , связанного с глубокой перегруппировкой нуклонов.перегруппировкой нуклонов.

1 2 3

4 5 6

SPS: 158 A GeV/c PbSPS: 158 A GeV/c Pb

1.2A GeV 9Be 3.22A GeV 22Ne 10.7A GeV 197Au

Light relativistic nuclei Light relativistic nuclei 8,108,10B and B and 7,97,9BeBe demonstrate their demonstrate their cluster featurescluster features in very peripheral dissociations. in very peripheral dissociations.

The relativistic energy scale does not impede investigations The relativistic energy scale does not impede investigations of nuclear interactions down to a typical energy scale of of nuclear interactions down to a typical energy scale of nuclear astrophysics, but on the contrary gives advantages. nuclear astrophysics, but on the contrary gives advantages. The major one of them is the possibility of observing and The major one of them is the possibility of observing and investigating multi-particle systems. The investigating multi-particle systems. The 1414N nucleus N nucleus dissociation to a 3He system serves as one more dissociation to a 3He system serves as one more confirmation of this prospect. confirmation of this prospect.

The light nuclei provide a basis for studies of increasingly The light nuclei provide a basis for studies of increasingly complicated systems He-H-n produced via very peripheral complicated systems He-H-n produced via very peripheral dissociation of Au nuclei at 10.6A GeV and Pb nuclei at dissociation of Au nuclei at 10.6A GeV and Pb nuclei at 160A GeV.160A GeV. Quite probably these fragmentation cases were Quite probably these fragmentation cases were initiated by coherent multiphoton exchangesinitiated by coherent multiphoton exchanges

SUMMARYSUMMARY

1980 неупругих взаимодействий

4.54.5А ГэВА ГэВ/c /c 2828Si Si

7Li → 4He + 3H <pT*> = 108 ± 2 МэВ/c

7Be → 4He + 3He <pT*> = 147 ± 5 МэВ/c

<T*> ~ <pT*> 2

Отношение ≈ 2, т. е. Кулон

9Be2

12C3

22Ne5

In this case we clearly see a tendency toward an increase of the mean particle momentum with increasing their multiplicity . This implies a growth of the total Coulomb interaction of clusters arising in nuclei.

<P*T1>≈24 MeV/c, <P*

T2>≈103 MeV/c

<P*T>≈141 MeV/c

<P*T>≈200 MeV/c

Au,Pbn <P*T>≈320 MeV/c

0.5 0.5 μμm resolutionm resolution, , identification of charges and identification of charges and H&He isotopesH&He isotopesAGS:10.7A AuAGS:10.7A AuCentral

Binary Fission Very Very Peripheral with Multifragmentation

NUCLOTRON: 1A GeV 56Fe