Новый подход к определению среднеквадратичного радиуса протона из реакций изменения заряда богатых нейтронами ядер и зависимости реакции от мишени
В исследовании, проведенном в Центре исследований тяжелых ионов им. Гельмгольца GSI в Германии, систематически измерялось сечение реакции изменения заряда 24 легких ядер на углеродных и водородных мишенях. Команда пришла к выводу, что измерение реакции изменения заряда должно включать дополнительный вклад процесса испарения протонов, помимо процесса прямого удаления протона, который можно описать в рамках модели Глаубера. Полученные результаты объясняют проблему в исследованиях реакций изменения заряда, где экспериментально измеренные сечения всегда выше, чем ожидалось из теоретических моделей. Обнаружена надежная корреляция между вкладом в измерение процесса испарения протонов сразу после процесса удаления нейтрона и энергией отделения нуклона, свойственной самому ядру. Это позволило исследователям впервые в той же системе извлечь точечные радиусы распределения протонов ядер из данных реакций изменения заряда на различных мишенях реакции, особенно для экзотических ядер, которые были трудно доступны с использованием других экспериментальных подходов.
Наблюдаемая в эксперименте реакция изменения заряда (РЗП) состоит из двух частей. Процесс прямого удаления протонов (σdriect) представляет собой доминирующую часть CCR и может быть рассчитан с хорошей точностью с помощью теоретических моделей. В этом процессе протон(ы) удаляются непосредственно в реакции, которая доминирует в CCR. Другой процесс, процесс испарения протонов (σevap) после прямого удаления нейтронов, представляет собой двухстадийный процесс. На стадии прямой реакции удаляются только нейтроны, оставляя остаточное ядро в высоковозбужденном состоянии. Остаточное ядро затем подвергается каскадному распаду за счет испарения заряженных частиц (обычно протонов).
Фото: Science China Press
В исследовании, проведенном в Центре исследований тяжелых ионов им. Гельмгольца GSI в Германии, систематически измерялось сечение реакции изменения заряда 24 легких ядер на углеродных и водородных мишенях.
Команда пришла к выводу, что измерение реакции изменения заряда должно включать дополнительный вклад процесса испарения протонов, помимо процесса прямого удаления протона, который можно описать в рамках модели Глаубера. Полученные результаты объясняют проблему в исследованиях реакций изменения заряда, где экспериментально измеренные сечения всегда выше, чем ожидалось из теоретических моделей.
«Можно ли последовательно обрабатывать экспериментальные данные по различным мишеням реакций при вычислении радиуса заряда ядра на основе реакций изменения заряда? Чего все еще не хватает в текущем анализе модели? Мы ответили на эти вопросы с помощью новых точных данных при энергии 900 А МэВ», — говорит Сан.
Исследователи обнаружили надежную корреляцию между вкладом в измерение процесса испарения протонов сразу после процесса удаления нейтрона и энергией отделения нуклона, свойственной самому ядру. Предполагается, что эта корреляция справедлива для предсказаний большинства экзотических ядерных систем (по крайней мере, для интересующих в статье нуклидов p-оболочки), поскольку она получена путем интерполяции.
Между отношением измеренных сечений к теоретическим предсказаниям реакций изменения заряда различных ядер, т. е . долей процесса испарения протона, и энергией отделения нуклонов этого ядра (S1) существуют линейные зависимости. Цветные символы представляют собой стабильные ядра с известными зарядовыми радиусами. Радиусы нестабильных ядер, представленные полупрозрачными символами, можно получить путем интерполяции, а не экстраполяции. Процесс испарения протона сразу после удаления нейтрона может составлять 10–15 % сечений CCR для случая углеродной мишени и 20–30 % для случая водородной мишени.
Фото: Science China Press
Это позволило исследователям впервые в той же системе извлечь точечные радиусы распределения протонов ядер из данных реакций изменения заряда на различных мишенях реакции, особенно для экзотических ядер, которые были трудно доступны с использованием других экспериментальных подходов. .
Они получили последовательные результаты для нуклидов с четным числом протонов. Для наиболее богатых нейтронами ядер с нечетным числом протонов, по-видимому, существуют систематические различия в радиусах, извлеченных из двух целевых данных, т.е. данные углеродной мишени дают немного большие радиусы, чем данные водородной мишени. Это может указывать на влияние различных адронных зондов или точечно- протонную форму распределения экзотических ядер.
Статья опубликована в журнале Science Bulletin, а исследование проводили профессор Баохуа Сунь (Физический факультет Бэйханского университета) и профессор Исао Танихата (Физический факультет Бэйханского университета и Исследовательский центр ядерной физики (RCNP)). Осакский университет.
