Исследование фрагментации ядер 9Be на альфа-частичные пары в ядерной фотоэмульсии при энергии 1.2 А ГэВ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени П.Н. ЛЕБЕДЕВА

на правах рукописи УДК 539.172.17

□ ОЗ 169149

Артеменков Денис Александрович

«Исследование фрагментации ядер 9Ве на альфа-частичные пары в ядерной фотоэмульсии при энергии 1.2 А ГэВ»

01.04.16-физика атомного ядра и элементарных частиц

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 5 МАЙ ^СЗ

Москва, 2008 г.

512850150546

Работа выполнена в Лаборатории высоких энергий им В И Векслера и А М. Балдина Объединенного института ядерных исследований

Научный руководитель

кандидат физико-математических наук

Павел Игоревич ЗАРУБИН

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук, профессор

Юрий Анатольевич ПАНЕБРАТЦЕВ

доктор физико-математических наук

Владимир Александрович СМИРНИТСКИЙ

Ведущее научно-исследовательское учреждение ГНЦ РФ Институт физики высоких энергий Московская обл, г. Протвино

Защита состоится « » 2008 г в « » часов на заседании

диссертационного совета Д 002 023 04 в Физическом институте им П Н Лебедева РАН (119991, г Москва, Ленинский пр 53, гл здание)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физического института им П Н Лебедева РАН по вышеуказанному адресу

Автореферат разослан « » 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник

А В Серов

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования Появление пучков легких релятивистских ядер открывает новые возможности для исследования структуры ядра Одной из таких задач является изучение коллективных степеней свободы в возбужденных ядрах, в которых отдельные группы нуклонов ведут себя как составляющие кластеры [1] Современные методы получения пучков релятивистских ядер позволяют изучать различные их изотопы, включая радиоактивные (как при непосредственном ускорении, так и в качестве продуктов фрагментации)

Выделение и исследование среди всего разнообразия ядерных взаимодействий периферических процессов позволяют получать важную информацию о возбужденных состояниях ядер над порогами распадов на нуклоны при энергиях выше 1 А ГзВ В таких взаимодействиях исследуемые ядра получают весьма малые значения энергии возбуждения вблизи энергетических порогов развала с образованием различных конфигураций ядерных фрагментов Данные о генерации ансамблей фрагментов могут быть востребованы в непрямых подходах ядерной астрофизики, а также в сценариях нуклеосинтеза на основе многочастичного слияния

Периферические взаимодействия отличает образование узких струй фрагментов ядра-снаряда с суммарным зарядом и барионным числом близким к их значениям для первичного ядра Использование методики ядерных эмульсий обеспечивает возможность наблюдения и спектроскопии конечных состояний струй ядерных фрагментов в исследованиях фрагментации легких ядер при релятивистских энергиях Сводя рассмотрение исследуемых процессов к анализу угловых распределений частиц-фрагментов первичного ядра (Глава 1), ядерная эмульсия позволяет обеспечить угловое разрешение следов релятивистских фрагментов до 10~4 - 10° рад

Цель настоящей работы заключалась в исследовании структурных особенностей ядер 9Ве, проявляющихся в периферической фрагментации на ядрах фотоэмульсии при энергии 1 2 А ГэВ Из всего многообразия возможных каналов фрагментации 9Ве, изучались события сопровождающиеся образованием двух ос-частиц - фрагментов первичного ядра[1,2]

Новизна и научная ценность работы Диссертационная работа посвящена описанию впервые выполненного исследования свойств ядра 9Ве как 2а+п сис-

темы, проявляющихся в периферической фрагментации на ядрах фотоэмульсии при релятивистских энергиях

Полученные результаты могут быть важны для понимания природы периферических ядерных реакций и развития модельных представлений о механизмах данных взаимодействий при высоких энергиях.

Научно-практическая значимость полученных результатов заключается в том, что они могут быть полезны при планировании новых экспериментов по исследованию взаимодействий релятивистских ядер Полученные в эксперименте данные, могут быть использованы при исследовании фрагментации более сложных ядер (Na-систем)

Апробация работы Результаты, изложенные в диссертационной работе, представлялись на совместном семинаре ЛВЭ и ЛФЧ ОИЯИ (Дубна, 2006), на 8-ом [5] (Дубна, 2005) и 9-ом [6] (Модра-Гармония, Словакия, 2006) международных совещаниях «Relativistic nuclear physics from hundreds of MeV to TeV», на международном симпозиуме по физике экзотических ядер «EXONOó» [3] (Ханты-Мансийск, 2006), на «XVIII International А М Baldin Seminar on High Energy Physics problem» (Дубна, 2006), на международном совещании «Relativistic nuclear physics from Nuclotron to LHC energies» (Киев, 2007), на международной конференции по физике ядера «NUCLEUS-2007» (Воронеж, 2007), на 20-ой международной конференции «The 20th European Conference on Few-Body Problems in Physics» (Пиза, 2007) Основные результаты исследования опубликованы в работах [1-8]

Объем и структура работы Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списков публикаций, литературы и приложения Полный объем диссертации составляет 88 страниц, включая 9 таблиц, 21 рисунок и список литературы из 147 наименований

Автор защищает

1 Результаты идентификационных процедур по определению характеристик первичных треков ядер 9Ве и треков образующихся a-частиц в ядерной эмульсии

2 Процедуру и результаты определения углов вылета a-частиц, образующихся в периферической фрагментации 9Ве-»2а на ядрах эмульсии

3 Результаты анализа угловых и импульсных спектров а-частиц, свидетельствующие, что порядка 81% событий фрагментации 9Ве-»2а сопровождаются испусканием а-частиц, из промежуточного ядра 8Ве, находящегося в 0+, 2+ состояниях приблизительно с одинаковыми весами

4 Выводы из результатов анализа особенностей взаимодействия релятивистских ядер УВс с ядрами фотоэмульсии

Содержание диссертации Во введении проводится краткий обзор теоретических представлений, связанных со структурными особенностями ядра 9Ве, обсуждается возможность наблюдения канала фрагментации данного ядра в две а-частицы в конечном состоянии, сопровождающегося образованием промежуточного нестабильного изотопа 8Ве в 0+ и 2+ состояниях

В первом параграфе (§В 1)приводится краткий обзор роли изотопа 8Ве в изучении свойств Иа-ядср Во втором параграфе (§В 2) описываются модельные представления, связанные со структурными особенностями ядра 9Ве как 2а+п системы В третьем и четвертом параграфах (§В 3, §В 4) введения приводится обзор экспериментальных результатов по изучению фрагментации ядер 12С, 1бО в фотоэмульсии, рассматриваются некоторые подходы к объяснению периферических взаимодействий при фрагментации легких релятивистских ядер в эмульсии В пятом параграфе (§В 5) дан краткий обзор статистической модели фрагментации Шестой параграф (§В 6) посвящен постановке задачи экспериментального исследования

В первой главе рассматриваются особенности методики эксперимента, связанные с использованием ядерных фотоэмульсий, обсуждаются адекватность методики к исследованию кластерных степеней свободы во фрагментации 9Ве, методы сканирования эмульсионных слоев, идентификационные и измерительные процедуры, приводятся экспериментальные данные методического характера, связанные с задачей исследования канала фрагментации 9Ве—>2а

В первом параграфе (§11) приводятся некоторые данные об облучении эмульсий ядрами 9Ве с энергией 1 2 А ГэВ Пучок релятивистских ядер 9Ве был получен в реакции фрагментации 10В—>9Ве Доля ядер 9Ве в пучке составила 67%, остальные 33% приходились на изотопы Не, 1л Эмульсионная стопка, используемая при экспозиции, состояла из 15 эмульсионных слоев типа БР-2 с размерами 10 х 20 см2 и толщиной 600 мкм Подготовка стопки ядерных эмуль-

3

сий и постэкспозиционная химическая обработка эмульсионных слоев были также выполнены в лаборатории ЛВЭ ОИЯИ

Описание процедуры сканирования эмульсионных слоев дается во втором параграфе (§1 2) первой главы В результате сканирования найдено 362 события фрагментации ядра 9Ве, идущих с образованием двух фрагментов Не в переднем конусе фрагментации В статистике анализируемых взаимодействий представлены события фрагментации на различных ядрах эмульсии - групп Н, ОТО, AgBr (фото в Приложении работы)

Оценка величины относительных энергетических потерь, составляющая в среднем (4±2)% для ядра 9Ве, при прохождении вещества эмульсии, приводится в третьем параграфе (§ 1 3) Рассчитанные удельные ионизационные потери для ядра 9Ве при энергии 1 2 А ГэВ составляют (7 2-8 0) МэВ/мм для вышеуказанного состава БР-2 при плотностях в пределах 3 5 -40 г/см3. В указанном параграфе приводится классификация треков заряженных частиц в эмульсии

В четвертом параграфе (§1 4) описывается процедура определения заряда релятивистского ядра по оставленному треку в эмульсии, используя метод счета 5-электронов Сравнение распределений величины N3 /100 мкм для первичных треков 9Ве и 8В позволяет сделать вывод, что методика ядерных эмульсий обеспечивает возможность надежно разделить треки частиц с Ъ=4 и Z=5 в эмульсиях одного состава при схожих энергиях пучков

Описание процедуры идентификации изотопов Не приводится в пятом параграфе (§ 1 5) первой главы Результаты классификации изотопов Не имеющейся статистике из 30 измерений позволяют сделать приблизительную оценку доли а-частиц, составляющую (77±16)% по отношению к другим возможным изотопам 3Не, 6Не Как известно, точность идентификации изотопов Не, в методике ядерных эмульсий по оценке многократного кулоновского рассеяния, недостаточно высока Предполагается, что канал фрагментации 9Ве—>24Не+п с энергетическим порогом 1 57 МэВ, должен доминировать в периферических взаимодействиях (при малых углах разлета фрагментов Не) над каналом 9Ве—>3Не+4Не+2п, имеющим энергетический порог 22 15 МэВ При дальнейшем анализе данных угловых измерений и обсуждении результатов предполагаем, что все изотопы Не в набранной статистике 362 событий фрагментации 9Ве—>2Не являются 4Не Данное допущение является стандартным при исследованиях фрагментации в фотоэмульсиях ядер, имеющих ярко-выраженную N01-структуру (12С, 1бО)

В шестом параграфе (§ 1 6) первой главы приводится описание процедуры измерения углов между следами частиц в фотоэмульсии На рисунке (1) приведен пример восстановленных направлений вылета (глубинного - а, плоского - ф углов) пары а-частиц при фрагментации 9Ве->2а по измеренным точкам на треках

¿L

✓f">

Рисунок 1 Пример восстановленных направлений вылета (углов а, ф) а-частиц, образующихся при фрагментации 9Ве^>2а, по измеренным точкам на треках

Рисунок 2 Распределения а-частиц по углам а, ф в событиях фрагментации 9Ве->2а Гистограммы - эксперимент, маркеры - результаты статистического моделирования исходя из предположения о нормальном законе распределения с параметрами (0, сгД (0, о~ф) для углов а и ф соответственно

Распределения а-частиц в реакциях фрагментации 9Ве-»2а по углам а, ф представлены на рисунке (2) Приблизительно 95% значений измерений глубинных и плоских углов а, ф принадлежит интервалу (-30, 30) мрад и характеризуются нормальным законом распределения с параметрами (-0 4, 104) мрад, (-0 3, 10 1) мрад, соответственно Параграф (§1 7) посвящен точности измерения углов в эмульсиях, облученных ядрами 9Ве При определении величин углов экспериментальные точки, полученные при измерениях, аппроксимировались полиномом первой степени Коэффициенты полинома определялись по методу наи-

5

меньших квадратов Распределения величин отклонений Ду, Дг координат экспериментальных точек от соответствующих координат точек, определяемых аппроксимирующими полиномами, подчиняется нормальному закону, что является подтверждением применимости метода наименьших квадратов в данном случае

Я

с 80

о

о

60 40 20

°0 10 20 30 40 50 60 70 ВО

0, х10"3гас1

Рисунок 3 Распределение событий фрагментации 9Ве—>2а по величине относительно пространственного угла И между а-частицами, образующимися в реакции На вставке - распределение событий по углу И в области (0, 15 0) мрад

Точность измерения углов а, ф лежит в интервале (1 1,4 4) мрад Значение погрешности измерения относительных пространственных углов И пары а-частиц, установленное в эксперименте, не превышает 1 6 мрад

Во второй главе приводятся результаты исследовательской работы угловые характеристики треков а-частиц, энергетические и импульсные спектры образующихся а-частиц, проводится обсуждение данных эксперимента, дается интерпретация Логика изложения строится таким образом, чтобы как можно полнее изложить результаты эксперимента, освятив связи между отдельными характеристиками исследуемого феномена

Описание особенностей угловых характеристик а-частиц образующихся при фрагментации 9Ве—*2а начинается со свойств спектра относительных пространственных углов И между направлениями разлета (§2 1 второй главы) На рисунке (3) представлено распределение событий фрагментации 9Ве—>2а по величине относительного пространственного угла И Приблизительно 81% событий фрагментации релятивистских ядер 9Ве, идущих с образованием пары а-частиц, можно разделить по величине угла И на две группы с интервалами зна-

19 | 40 М А

го 10 Лп - г—?—г—1—» ив— в х10*га(1

чений И е (0, 10 5), (15 0, 45 0) мрад, для каждого из которых характерен нормальный закон распределения На интервалы значений (10 5, 15) мрад и (45 0, 114 0) мрад (верхняя граница последнего интервала определяется максимальным экспериментальным значением) приходится оставшиеся 19% статистики событий

Рисунок 4 Распределение а-частиц, образующихся при фрагментации 9Ве—>2а, по величине полярного угла и Наклонно заштрихованная гистограмма - а-частицы с относительными пространственными углами И е (0, 10 5) мрад Вертикально заштрихованная гистограмма - б-частицы с И е (10 5, 114 0) мрад Сплошная гистограмма — суммарное распределение

Учет распределения событий по величине относительного пространственного угла И позволяет понять особенности одночастичных распределений полярных углов вылета а-частиц (§2 2), представленных на рисунке (4) Анализ данных показал, что наилучшее приближение экспериментального распределения наблюдается к сумме релеевских распределений с параметрами ст01=(6 8±0 4) мрад, оег=(16 4±0 8) мрад Важным результатом является тот факт, что разбиение статистики углов 0, осуществлялось по принадлежности а-частиц к одному из двух интервалов значений относительных пространственных углов И (рис 3) При этом интервалы углов И (10 5, 15 0), (15 0, 45 0), (45 0, 114 0) мрад были объединены в один для большей статистики Распределение а-частиц по величине полярного угла 0 может свидетельствовать о наличии нескольких путей образования а-пар, наблюдаемых в конечном состоянии при фрагментации 9Ве->2а

В параграфе (§2 3) второй главы анализируется распределение а-частиц по величине поперечного импульса, определяемого формулой (1)

РТ=Ро А яп(0) (1)

В выражении (1) символы р0, А и и - импульс, приходящийся на один нуклон, массовое число фрагмента и полярный угол вылета, соответственно На рисунке (5а) представлено распределение а-частиц по поперечному импульсу Рт в лабораторной системе Поскольку в области углов 9е(0, 80 8) мрад отношение 81п(и)/и—>1, то внешний вид Рт-спектра не отличается от спектра полярных углов 9

а §

□ 150

50 100 150 200 250 300 350 400 450 Рт, МеУ/с

/шытпи

50 100 150 200 250 300 350 400 4!

Рт. МеУ/с

Рисунок 5 Распределение б-частщ, по величине поперечного импульса РТ в лабораторной системе (а) и по поперечному импульсу Р*Т в системе центра масс пары а-частиц (Ь) Наклонно заштрихованные гистограммы - а-частицы с относительными пространственными углами И е (0, 10 5) мрад Вертикально заштрихованные гистограммы - а-частицы с И е (10 5, 114 0) мрад Сплошные гистограммы - суммарные распределения Горизонтальной штриховкой выделена группа а-частиц с углами И е (15 0, 45 0) мрад - (Ь) Плавная сплошная кривая (а) - расчет РТ а-частиц по статистической модели, для случая испускания а-частиц из ядра 9Ве, прерывистая - испускание а-частиц из ядра 8Ве в 2* состоянии

Распределение а-частиц по Рт в лабораторной системе также может быть представлено в виде суммы релеевских распределений с параметрами 0|(Рт)=(52±3) МэВ/с, ст2(Рт)=(125±6) МэВ/с и таким же относительными весами Для интерпретации распределения а-частиц по Рт в лабораторной системе использовалась статистическая модель фрагментации, предложенной Фешбахом, Гольдхабером и Хуангом (ФГХ) Согласно данной модели, зависимость дисперсии о2Р импульсного распределения для фрагмента с массовым числом Ар ядра Ао от дисперсии импульсного распределения нуклонов в данном ядре о о определяется параболическим законом Гольдхабера (2)

°>=°о-;—:--и)

Величина Оо может быть оценена по величине Ферми импульса pF как <т0 = pF/~Jl Обсуждение онтологического статуса ядерных процессов в рамках данной модели выходит за рамки данной работы Нетрудно заметить, что предположение в рамках статистической модели (ФГХ) об испускании а-частиц ^рагмснтпрующкм ядром Ве мс пизьилнс! оиьясншь наолюдаемыи вид i'j-распределения a-частиц в лабораторной системе Сплошная плавная кривая, приведенная на рисунке (5а), - расчет Рт a-частиц по статистической модели, при испускании a-частиц из ядра 9Ве Теоретическое значение о(Рт)=128 8 МэВ/с близко к полученному экспериментально значению а2(Рт)=(125±6) МэВ/с для a-частиц с И € (10 5, 114) мрад Для Рт-распределения а-фрашентов, принадлежащих к группе с относительными и пространственными углами И е (О, 10 5) мрад, величина параметра релеевского распределения - ai(PT)=(52±3) МэВ/с Можно показать, что соответствующее значение величины ст0=(34±2) МэВ/с и предположить, что a-частицы испускаются другим объектом - ядром 8Ве, образующимся при фрагментации 9Вс—>8Ве—>2сх (заряженная компонента канала) Соответствующие размеры объекта, из которого осуществляется вылет б-частиц составляет R=(5 9±0 4) фм Хотя данный результат является качественной оценкой, величина области R=(5 9±0 4) фм близка к вигнеровскому пределу для основного состояния 8Ве (0+) Rw=5 7 фм

Если a-фрагменты, принадлежащие к группе с относительными и про-сгранственными углами И е (0, 10 5) мрад, образуются при фрагментации 9Ве—>8Ве-»2а через основное состояние (0+) ядра 8Ве, было бы логичным предположить, что a-частицы сИе(105, 114 0) мрад образуются через первое возбужденное состояние (2+) ядра 8Ве. Предположив, что радиус ядра 8Ве в 2+ состоянии R=2 49 фм, теоретическое значение релеевского параметра для Рт-распределения a-частиц, испускаемых 8Ве в 2+ - а(Рт)=119 8 МэВ/с, что так же близко к экспериментальному значению Ог(Рт)=(125±6) МэВ/с Если ограничится событиями с И е (15 0, 45 0), то значение а2(Рт) изменится - ct^PtMI 10±7) МэВ/с Прерывистая кривая рисунка (11а) - расчет Рт по статистической модели при испускании a-частиц из ядра 8Ве в 2+ состоянии Следовательно, вышеприведенного анализа Рт-распределения a-частиц в лабораторной системе недостаточно для заключения о «механизме» образования a-частиц при фрагментации 9Ве->2а с И е (10 5, 114) мрад В дополнении к сказанному, необходимо учиты-

вать наличие «переносного» поперечного импульса, получаемого фрагменти-рующим ядром при взаимодействии с мишенью (см Главу 3)

Распределение а-частиц по поперечному импульсу Р*т в системе центра масс а-пары представлено на рисунке (5Ь) Являясь, по сути, следствием распределения событий по относительному пространственному углу И, распределение а-частиц по Р*т может служить отправной точкой для эквивалентной схемы рассуждений при изложении результатов данного исследования

В четвертом параграфе (§2 4) второй главы анализируется распределение азимутальных углов пар а-частиц Вид данного распределения на соответствует ситуации статистически независимого испускания а-части для событий, характеризующихся И g (10 5, 114 0) мрад На форму распределения по парному азимутальному углу, может также влиять наличие «переносного» поперечного импульса, получаемого фрагментирующим ядром при взаимодействии с мишенью Особенно ярко влияние переносного импульса должно сказываться для событий характеризующихся величиной относительного пространственного угла И е(0, 10 5) мрад Другим, также возможным, фактором может быть приобретение углового момента фрагментирующим ядром Необходимо учитывать данные возможности при интерпретации результатов

Анализу распределения событий по величине энергии возбуждения Q2a, определяемого формулой(З) [2], посвящен пятый параграф (§2 5) второй главы

М2а =[2{т2а + EalEal- PalPa2cos(®n)f (3)

<2г„ =М2а-2 та

В выражении (3) символы М2а, ша - эффективная инвариантная массы а-пары, масса а-частицы соответственно Не трудно видеть (рисунок (6)), что распределения событий по величине энергии возбуждения Q2a для групп с И е (0, 10 5) и И е (15 0, 45 0) мрад также качественно различны Результаты свидетельствуют, что распределение по величине Q26 приблизительно для (75±10)% событий с углом И е (0, 10 5) мрад характеризуется значением <Q26>=86±4 кэВ с а(СЬб)=48±2 кэВ, близким по величине к значению основного состояния (0+) ядра 8Ве - 92 кэВ Для событий с углом И е (15 0, 45 0) мрад значение <Q26>=3 1±0 11 МэВ и а(СЬб)=1 30±0 08 МэВ, что близко по величине к значению первого возбужденного состояния (2+) ядра 8Ве ~3 МэВ, с шириной Г~1 5 МэВ События, характеризующиеся интервалами относительных пространственных углов И 6 (10 5 - 15 0), И € (45 0 - 114 0) мрад могут быть связаны с обра-

зованием 5Не и 8Ве в (4+) состоянии соответственно Для последней группы событий с И е (45 0 - 114 0) мрад существенным становится точность идентификации изотопов Не, которая в методике ядерных эмульсий недостаточно высока

•й с

3

8 150 100

50

°0 2 4 6 8 10 12

02„, МеЧ

Рисунок 6 Распределение событий фрагментации 9Ве-+2а по величине энергии 0м пары а-частиц, образующихся в реакции Вертикально заштрихованная гистограмма соответствует событиям с относительными пространственными углами И е (15 0, 45 0) мрад На вставке - распределение событий по (225 в области углов И е(0, 15 0) мрад Наклонно заштрихованная гистограмма - события с относительными пространственными углами И е (0, 10 5) мрад Сплошная гистограмма - суммарное распределение

В шестом параграфе (§2 6) проводится сопоставления экспериментальных результатов данного эксперимента, с ранее полученными данными по изучению в эмульсии фрагментации релятивистских ядер упоминающи-

мися в данной работе Помимо указанной выше практической ценности, результаты данной работы могут быть полезны при изучении фрагментации более сложных «объектов» (ядер) проявляющих свойства №х-систем

В третьей главе описывается вклад в качестве мишени различных групп ядер эмульсии (Н, СЫО, AgBr ), в исследуемый канал фрагментации 9Ве—>2а Обсуждаются особенности импульсных спектров пар а-частиц в зависимости от ядра мишени

В первом параграфе (§3 1) третьей главы обсуждается вклад различных групп ядер эмульсии в исследуемый канал фрагментации 9Ве—>2а Сложный состав фотоэмульсии не позволяет однозначно ответить на вопрос, с каким ядром произошло взаимодействие налетающей частицы Лишь используя дополни

-1

У 1 н р 20 15 1» 6

0 in 100 200 300 400 600 600 700 8U0 9»0 1000 Q, k«V liiu^ -

тельные критерии отбора, оказывается возможным, одновременно изучать взаимодействия на различных группах ядер эмульсии Н, СЫО, АзВг Распределение событий фрагментации 9Ве—>2а, в зависимости от величины относительного пространственного угла И между парой а-частиц и сопровождения фрагментами мишени, приведено в таблице (1) Символами пь, пг, п5 - обозначено соответственно число треков Ь-, g-, в-частиц, исходящих из вершины взаимодействия Основной особенностью распределения является преобладание («40%) событий фрагментации 9Ве—»2а, в которых отсутствуют следы фрагментации ядер мишени (пь=п8=п5=0)

Таблица 1 Распределение событий фрагментации 9Ве—>2а по числу и типу сопровождающих фрагментов ядра мишени

и, мрад п „=0(п#0)

п8=0 пь=0 п8=1 пь=0 п„=0 пь=3 п8=0 пь=4 пв=0 пь=5 п8=0 пь=6 Пк>2 (145*0) П8>1 пь=0 п8=0 Пь=1 пв=0 пь=2 пв=1 Пь=1 событий

И<10 5 72 10 1 2 1 - 18 3 17 7 1 132

(15) (-) (4) (-) (-) (") (5) (-) (6) (1) (1) (32)

10 5<И 26 1 3 2 1 33

<150 (2) (-) (-) (-) (-) (-) (-) (") (-) (1) (") (3)

15 0<И 42 12 3 2 10 2 18 4 4 98

<45 0 (12) (5) (-) (1) (-) (-) (4) (2) (2) (6) (-) (32)

И>45 0 4 (3) 5 (1) 1 (•) 2 (1) (-) (") 2 (1) (1) 2 (2) 1 (2) 2 (П 20 (12)

Сумма 144 27 5 7 33 5 39 13 7 283

(32) (6) (4) (2) (-) (") (10) (3) (10) (10) (2) (79)

Данный тип событий имеет специальное название - «белые» звезды Доля событий сопровождающихся образованием ливневых (в) частиц составляет »22% Взаимодействия 9Ве-Еш с пь=0 (пь+пг=0) могут быть отнесены к событиям фрагментации на ядрах фотоэмульсии группы AgBr События 9Ве-»2а, сопровождающиеся п§=1, пЬ=0 могут быть интерпретированы как взаимодействия на водороде эмульсии (группа Н) Поскольку, результат классификации определяется типом наблюдаемых фрагментов ядер мишени то, в группу взаимодействий на ядрах Н, помимо 1Н, могут входить события с более тяжелыми фрагментами мишени, внешне выглядящие как g-чacтицы Все же подавляющая часть g-частиц образована ядрами отдачи, главным образом протонами Наибольшая трудность в данной классификации состоит в разделении событий по группам СЫО и AgBr, по причине того, что интерпретация событий с п(1>1 требует дополнительного анализа свойств, образующихся фрагментов мишени Исследование указанной проблемы не является задачей данной работы Тем самым, доступная статистика из 362 событий 9Ве—>2а может быть приблизительно распре-

делена по группам Н, СЖ)+А§Вг в соотношении 1 10 Сечение ядро-ядерного взаимодействия \У„ ядра 9Ве (А,=9) с ядром эмульсии А, может быть оценено на основании соотношения Брадта-Питерса (4), где 1*0=1 45 фм

К = п Л,;

( 1 1 А} + А}-1 17

(4)

Приведенное выражение (4) позволяет оценить относительную вероятность Р(9Ве-Еш) взаимодействия ядра 9Ве с разными компонентами эмульсии Результаты расчетов позволяют получить Р(9Ве-Н)=10 4%, Р(9Ве-(А§Вг+СЫО))=89 6%

ЗОО 400

Рт..т. Меу/с

300 400500

Р,......МеУ/с

Рисунок 7 Распределение событий по величине суммарного поперечного импульса Рт5ит пары а-частиц для групп А^Вг (п/,=0) - (а), Н - (Ь) Сплошная гистограмма (а) для всех событий группы AgBr, наклонно заштрихованная гистограмма для - 80% событий из данной группы Гистограмма (Ь) -распределение для 88% событий группы Н Кривые на фрагментах (а), (Ъ) - графики ожидаемых распределений

Стоит отметить, что наблюдаемое соответствие между долей событий, отнесенных к определенному типу, и относительной вероятностью, является лишь приблизительным Помимо процессов, связанных с ядерным взаимодействием имеют место электромагнитные взаимодействия Изучение вклада различных «механизмов» в периферические процессы при фрагментации релятивистских ядер является отдельной значимой темой для исследований, требующей помимо экспериментальных оценок содержательного теоретического анализа, что выходит за рамки данной работы

Описанию зависимость распределения поперечных импульсов пар а-частиц от ядра-мишени эмульсии посвящен второй параграф (§3 2) третьей главы В частности, наблюдаются различие в распределениях суммарных поперечных импульсов РТ8ШП пар а-частиц для событий на ядрах групп Н, AgBr (пь=0) На рисунке (7) представлены распределения событий по величине суммарного

поперечного импульса РТ8ит пары а-частиц для групп AgBr (пь=0) - (14а), Н -(14Ь) Наблюдаемое качественное различие в форме распределений может свидетельствовать о разнице кинематических условий образования а-пар, в реакциях на указанных группах ядер

Приблизительно, 80% взаимодействий на ядрах группы AgBr, канала 9Вс—>2а характеризуются для Р-^ит величиной параметра релеевского распределения аАеВг(Рт5ит)=(77±7) МэВ/с Такое значение данного параметра объяснимо, в рамках, упоминавшейся ранее, статистической модели Предположительно, величина РТ5ит может определяться недостающим поперечным импульсом «невидимого» в эмульсии нейтрона канала 9Ве-»2а+п Соответствующее значение корня из дисперсии ап импульсного распределения нейтронов, должно быть равно обсуждаемой в главе 2, величине а0=81 4 МэВ/с (при радиусе ядра 9Ве -11=2 52 фм) Остальные 20% событий группы А§Вг, по-видимому, связаны с рассеянием на «большие углы» пары а-частиц как целого в результате электромагнитного или дифракционного процесса с <тЛ8вг(Рт5ит)=(267+45) МэВ/с

Распределение 88% событий по величине РТ5ит для группы Н, характеризуется величиной он(Ртвит)=(126±23) МэВ/с По-видимому, за развал 9Ве—>2а в реакции на протоне отвечает заметно более «жесткий механизм» взаимодействия, чем за реакции на ядрах группы А§Вг

Наблюдаемое различие в спектрах поперечных импульсов пар а-частиц для событий на разных группах ядер, свидетельствует о нетривиальном «механизме» взаимодействия приводящего к развалу 9Ве->2а на ядрах эмульсии Было бы преждевременным делать какие-либо заключения относительно доминирования (для отдельных групп событий 9Ве->2а) какого-то одного «механизма» фрагментации электромагнитного или ядерного

В третьем параграфе (§3 3) третьей главы рассматриваются особенности распределений поперечных импульсов пар а-частиц в зависимости от величины относительного пространственного угла для взаимодействии на ядрах Ад, Вг эмульсии Для подавляющего большинства (80%) событий фрагментации 9Ве->2а на ядрах AgBr наблюдается отсутствие различий в параметрах распределений величин суммарных поперечных импульсов Рт5ит при разбиении по группам с 0 е(0, 10 5) мрад и 0 е(10 5, 114 0) мрад Можно предположить, что для обоих вышеуказанных случаев величина Ртбшп может также определяться недостающим поперечным импульсом нейтрона [2]

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы

1 Благодаря имеющейся возможности по формированию и исследованию пучков легких релятивистских ядер на Нуклотроне ОИЯИ, впервые было выполнено исследование свойств ядра 9Ве как 2а+п системы, проявляющихся

г» попиЛ^пИПДлтМ /Кппг»(антпитш но ппппу Ллтпгм«ч г пт лтт пп»I гмюпг<гч 1 О А

ГэВ

2 Анализ результатов эксперимента осуществлен на большой для методики ядерных эмульсий статистике - 362 события периферической фрагментации 9Ве->2а на ядрах групп Н, СЫО, АдВг

3 Угловые и импульсные характеристики а-частицы в подавляющем большинстве случаев полностью определяются попаданием события в одну из групп по величине относительного пространственного угла 0 Верхняя граница достигнутой точности измерения углов вылета а-частиц составила 4 4 мрад

4 Результаты свидетельствуют, что порядка 81% событий фрагментации 9Ве—>2а, сопровождаются испусканием а-частиц, из промежуточного ядра 8Ве, находящегося в 0+, 2+ состояниях приблизительно с одинаковыми весами

5 В эксперименте установлено, что для групп событий, отнесенных к взаимодействиям на ядрах Н, AgBr, наблюдается тенденция к росту суммарного поперечного импульса РТ5ЦП1 пары а-частиц с уменьшением А( ядра-мишени

6 Для 80% событий группы А£Вг распределение величин суммарного поперечного импульса Рт5ШП пар а-частиц может быть интерпретировано недостающим поперечным импульсом нейтрона - фрагмента ядра 9Ве Результаты свидетельствуют, об отсутствии значимой разницы в значениях параметров распределений величин Р<г5ит для событий на ядрах группы AgBr, относящихся к разным группам по величине угла в Было бы преждевременным, однако, делать какие-либо заключения относительно доминирования для отдельных групп событий 9Ве->2а какого-то одного «механизма» фрагментации Для подобных оценок необходим содержательный теоретический анализ, что выходит за рамки данной работы

7 Полученные в эксперименте данные об угловых и импульсных спектрах а-частиц, образующихся при фрагментации 9Ве->2а, могут быть использованы при оценке роли 8Ве в более сложных Ыа-системах

В приложении приведены фотографии событий фрагментации 9Ве—>2а при различном сопровождении фрагментами ядер эмульсии (рисунок (8)).

Рисунок 8 (П5) Событие фрагментации Ве—>2а, сопровождающиеся образованием одной g-частицы, расположенной, практически, под прямым углом. На фотографии отчетливо видны вершина взаимодействия (I. V.), на пересечении первичного трека и трека g-частицы и «узкая» а-пара, образующаяся при фрагментации ядра 9Ве с энергией 1.2 А ГэВ.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. N.P. Andreeva, ... D.A. Artemenkov et al., «Clustering in light nuclei in fragmentation above 1 A GeV», Eur.Phys.J. A 27S1, (2006), 295-300.

2. Д.А. Артеменков и др., «Особенности фрагментации 9Ве—>2Не в ядерной эмульсии при энергии 1.2 А ГэВ», ЯФ 70, (2007), 1261-1265.

3. D.A. Artemenkov, T.V. Shchedrina, R. Stanoeva and P.I. Zarubin, «Clustering features of 9Be, l4N, 7Be, and 8B nuclei in relativistic fragmentation», In Proceedings of the International Symposium on Exotic Nuclei «EXONO6», Khanty-Mansiysk, Russia, July 17-22, (2006), AIP conference proceedings vol. 912, (2007), 78-87.

4. D.A. Artemenkov et at., «Invariant analysis of the fragmentation of relativistic nuclei in emulsion», In: Proceedings of the 26th International A.M. Baldin seminar on high energy physics problems, Dubna, September 27 - October 2, (2004), 339-346.

5. N.P. Andreeva, ... D.A. Artemenkov et al., «Light nuclei clustering in fragmentation above 1 A GeV», In: Proceedings of the 8th International workshop «Relativistic nuclear physics from hundreds of MeV to TeV», Dubna, May 23-28, (2005), 203-213.

6. D.A. Artemenkov et al., «Clustering features of llB, 7Be, 8B, 9Be, and 14N nuclei in relativistic fragmentation», In: Proceedings of the 9th International workshop «Relativistic nuclear physics from hundreds of MeV to TeV», Modra-Harmonia, Slovakia, May 22-27, (2006), 48-65.

7 DA Artemenkov et al, «Experimental studies of clustering features of some light nuclei m peripheral fragmentation above 1 A GeV», In Proceedings of 25th International workshop «Nuclear theory'25», Rila Mountains, Bulgaria, June 26 -July 1, (2006), 139-147

8 D.A Artemenkov, Gi Orlova, P I Zarubin, «Dissociation of relativistic nuclei in peripheral interactions m nuclear track emulsion», Nuclear Science and Safety in Europe, Springer, Printed in Netherlands, (2006), 189-200

Подписано в печать 2008 г.

Формат 60x84/16. Заказ № ¿,9 . Тираж /(О-Ю экз. / 1 • /1 . Отпечатано в Редакционно-нздательской и информационной службе Физического института им П Н Лебедева РАН с оригинал-макета заказчика 119991 Москва, Ленинский проспект, 53 Телефон (499) 783 36 40

Введение.

§В.1 Ядро 8Ве в исследованиях структурных свойств Na-ядер.

§В.2 Ядро 9Ве как источник простейшей Na системы.

§В.З Изучение особенностей фрагментации легких релятивистских Na-ядер

12С, 160 в ядерной эмульсии.

§В.4 Основные подходы к объяснению периферических взаимодействий при фрагментации легких релятивистских ядер в эмульсии.

§В.5 Статистическая модель фрагментации релятивистских ядер.

§В.6 Постановка задачи экспериментального исследования.

Глава 1 Особенности применения методики ядерных эмульсий к исследованию фрагментации релятивистских ядер 9Ве.

§1.1 Облучение эмульсий релятивистскими ядрами 9Ве на Нуклотроне

ОИЯИ.

§ 1.2 Процедура сканирования эмульсий облученных релятивистскими ядрами 9Ве.

§1.3 Оценка ионизационных потерь релятивистских ядер 9Ве в эмульсии.

Классификация треков заряженных частиц в эмульсии.

§ 1.4 Определение зарядов частиц в эмульсиях облученных релятивистскими ядрами 9Ве.

§ 1.5 Особенности разделения изотопов Не в ядерных эмульсиях по измерениям многократного рассеяния на треках частиц с Z=2 в облучении

§1.6 Измерение углов в эмульсиях облученных релятивистскими ядрами

§1.7 Точность измерения углов в эмульсиях облученных ядрами 9Ве.

Глава 2 Основные характеристики канала фрагментации релятивистских ядер

9Ве—>2а.

§2.1 Распределение событий по относительному пространственному углу между a-частицами.

§2.2 Одночастичные распределения полярных и азимутальных углов ачастиц.

§2.3 Спектры поперечных импульсов a-частиц.

§2.4 Спектр относительных азимутальных углов пар a-частиц.

§2.5 Распределение по эффективной инвариантной массе пар a-частиц.

§2.6 Особенности угловых и импульсных спектров a-частиц, образующихся во фрагментации 9Ве—>2а, 12С—>3а, 160—>4а.

Глава 3 Взаимодействие релятивистских ядер 9Ве с ядрами фотографической эмульсии.

§3.1 Вклад различных групп ядер эмульсии в исследуемый канал фрагментации 9Ве—>2а.

§3.2 Зависимость распределения поперечных импульсов пар a-частиц от ядра-мишени эмульсии.

§3.3 Особенности распределений поперечных импульсов пар а-частиц в зависимости от величины относительного пространственного угла для взаимодействий на ядрах Ag, Br эмульсии.

Диссертационная работа посвящена исследованию структурных особенностей релятивистских ядер 9Ве проявляющихся в периферических процессах при фрагментации на ядрах фотоэмульсии с энергией 1.2 А ГэВ. Из всего многообразия возможных каналов фрагментации 9Ве, изучались события сопровождающейся образованием двух а-частиц - фрагментов первичного ядра. Экспериментальные результаты, обсуждаемые в работе, получены в рамках исследовательского проекта БЕККЕРЕЛЬ по изучению кластерных степеней свободы в периферических процессах при фрагментации легких релятивистских ядер в ядерных фотоэмульсиях. Формирование пучка релятивистских ядер 9Ве и обучение эмульсий осуществлено на Нуклотроне - базовой установке ЛВЭ ОИЯИ [1-5].

Появление пучков легких релятивистских ядер открывает новые возможности в решении актуальных проблем структуры ядра. Одной из таких задач является изучение коллективных степеней свободы в возбужденных ядрах, в которых отдельные группы нуклонов ведут себя как составляющие кластеры. Современные методы получения пучков релятивистских ядер позволяют изучать различные их изотопы, включая радиоактивные (как при непосредственном ускорении, так и в качестве продуктов фрагментации).

Среди всего разнообразия ядерных взаимодействий периферические процессы позволяют получать уникальную по полноте информацию о возбужденных состояниях ядер над порогами распадов на нуклоны. В этом отношении особый интерес вызывают взаимодействия ядер с энергией выше 1 А ГэВ. Периферические взаимодействия отличает образование узких струй фрагментов ядра-снаряда с суммарным зарядом и барионным числом близким к их значениям для первичного ядра. Несмотря на релятивистскую скорость движения, относительные скорости фрагментов в струе являются нерелятивистскими [6]. В таких взаимодействиях исследуемые ядра получают весьма малые значения энергии возбуждения вблизи энергетических порогов развала с образованием различных конфигураций ядерных фрагментов. Данные о генерации таких фрагментных ансамблей могут быть востребованы в непрямых подходах ядерной астрофизики, а также в сценариях нуклеосинтеза на основе многочастичного слияния. Важной особенностью исследуемых периферических процессов при фрагментации релятивистских ядер в эмульсии, является их нетривиальная природа, включающая электромагнитные и ядерные механизмы реакций. В дальнейшем, употребляя понятия «периферические процессы, фрагментация» будем подразумевать вышеописанный класс явлений, включающий ядерные и электромагнитные взаимодействия (см. рисунок П1 в Приложении работы) [7-12].

Возможность наблюдения и спектроскопии конечных состояний струй ядерных фрагментов в исследованиях фрагментации легких ядер при релятивистских энергиях определяется точностью угловых измерений. Благодаря наилучшему пространственному разрешению (~0.5 мкм), ядерная эмульсия может обеспечить угловое разрешение следов релятивистских фрагментов ~ 10"4 — 10"3 рад. Точность измерения импульсов при релятивистском подходе, в данном случае, не столь критична - достаточно предположить сохранение фрагментами первичного импульса на нуклон [1113]. Данное допущение позволяет свести рассмотрение исследуемых процессов к анализу угловых распределений частиц-фрагментов первичного ядра.

Цель настоящего • исследования состояла в получении экспериментальных данных о структурных особенностях релятивистских ядер 9Ве, проявляющихся в периферических процессах при фрагментации с образованием двух а-частиц. В работе приводятся данные об угловых характеристиках а-частиц, дается оценка энергетических масштабов взаимодействия. Обсуждается вклад различных групп ядер эмульсии (Н, CNO, AgBr), в канал фрагментации 9Ве—>2а. Диссертационная работа состоит из введения; трех глав, разделенных на параграфы; заключения и списка литературы.

Во введении проводится краткий обзор теоретических представлений, связанных со структурными особенностями ядра 9Ве. Обсуждается возможность наблюдения канала фрагментации данного ядра в две а-частицы в конечном состоянии, сопровождающегося образованием промежуточного нестабильного изотопа Be в 0 и 2 состояниях.

В первой главе рассматриваются особенности методики эксперимента, связанные с использованием ядерных фотоэмульсий. Обсуждаются адекватность методики к исследованию кластерных степеней свободы во фрагментации 9Ве, методы сканирования эмульсионных слоев, идентификационные и измерительные процедуры. Приводятся экспериментальные данные методического характера, связанные- с задачей исследования канала фрагментации 9Ве-»2а.

Во второй главе приводятся результаты исследовательской работы, угловые характеристики треков а-частиц, энергетические и импульсные спектры образующихся а-частиц. Проводится обсуждение данных эксперимента, дается интерпретация.

В третьей главе описывается вклад в качестве мишени различных групп ядер эмульсии (Н, CNO, AgBr ), в исследуемый канал фрагментации 9Ве—>2а. Обсуждаются особенности импульсных спектров пар а-частиц в зависимости от ядра мишени.

В заключении перечисляются основные результаты экспериментального исследования фрагментации релятивистских ядер 9Ве—»2а. Приводится список научных мероприятий (семинаров, конференций, симпозиумов), на которых представлялся материал, лежащий в основе данной диссертационной работы.

В приложении приведены фотографии событий фрагментации 9Ве-»2а, полученные на измерительном комплексе PAVICOM, ФИАН.

В списках опубликованных работ и литературы, содержится перечень ссылок на статьи, содержащие опубликованные материалы данной диссертационной работы; и на источники (статьи, монографии), прямо или косвенно упоминающиеся в тексте работы. о

§В.1 Ядро Be в исследованиях структурных свойств Na-ядер

Первые публикации, связанные с исследованием и модельным о описанием изотопа Be, относятся к началу 30-х годов прошлого века и связаны с работами Д. Уиллера, Е. Теллера и Л. Ховштадта. В работах [14, 15] структурные свойства Be обсуждаются в контексте a-частичной модели. Ядра 8Ве 12С, 160, 20Ne, 24Mg и т.д., содержащие 2N - нейтронов и 2N -протонов рассматриваются как Na-ядра, «сконструированные» из а-частиц. Термин «сконструированные» ядра указывает на особую устойчивость а-частицы как подсистемы или строительного блока в таких ядрах. По аналогии с периодической системой элементов в химии, Na-ядра должны обладать, вероятно, сходными структурными свойствами с точностью до о количества содержащихся в них a-частиц. Исследование свойств ядра Be представляет интерес в свете изучения характеристик низко лежащих р 20"v 24 энергетических уровней, других легких ядер "С, О, ЧЧе, Mg, возможно, о содержащих в себе как часть Be. В работе [14] впервые приводятся значения о энергий и времен жизни первых двух состояний для ядра Be, ныне обозначаемых как 0+(g.s) и 2+. Ядро 8Ве известно как несвязанное образование, состоящее из двух a-частиц, фиктивно являющееся слабосвязанным, при условии отсутствия кулоновского взаимодействия. Подробное описание нескольких вариантов a-частичных моделей приведены в литературе [16, 17].

В оболочечной модели ядро 8Ве в основном состоянии имеет конфигурацию (ls1/2)4(lp3/2)4 [18-20]. Изотоп 8Ве известен как единственное ядро, в котором в основном состоянии проявляется ярко выраженная а-частичная структура. 7 5

В последнее время широкое обсуждение получила проблема поиска а-частичного Бозе-конденсата. Суть гипотезы образования а-частичного Бозе-конденсата состоит в следующем: легкие Na- ядра вблизи порога развала на a-частицы могут переходить в газо-подобное резонансное состояние а-частиц в s-состояниях относительно центра масс системы, формируя, таким образом, Бозе-конденсат [21-29]. Возможности данного перехода рассматриваются в отсутствии фермионов в анализируемой системе и при ряде дополнительных условий. Добавления нейтрона в a-частичный Бозе-конденсат приводит к разрушению сверхтекучего состояния, создавая связывающий эффект. Изотоп Be является по сути единственным а-конденсатным ядром. Добавление нейтронов к системе из двух а-частиц приводит к образованию связанных состояний 9Ве, 10Ве. Дополнительную информацию о статусе и роли Be в изучении Na-систем можно получить из следующего набора ссылок на работы, опубликованные по данной тематике [30-46].

Результаты исследования, вошедшие в данную диссертационную работу, представлялись автором на следующих научных мероприятиях:

8th International Workshop «Relativistic nuclear physics from hundreds of MeV to TeV», Dubna, Russia, May 23-28, (2005);

Совместный семинар ЛВЭ и ЛФЧ «Исследование фрагментации релятивистских ядер 9Ве на два фрагмента Не в эмульсии при энергии 1.2 А ГэВ», Дубна, 20 января, (2006);

9th International Workshop «Relativistic nuclear physics from hundreds of MeV to TeV», Modra-Harmonia, Slovakia, May 22-27, (2006);

International Symposium on Exotic Nuclei «EXONO6», Khanty-Mansiysk, Russia, July 17-22, (2006);

International A.M. Baldin Seminar of High Energy Physics Problems «Relativistic Nuclear Physics & Quantum Chromodynamics», Dubna, Russia, September 25-30, (2006);

International Workshop «Relativistic nuclear physics from Nuclotron to LHC energies» WRNP-2007, Kiev, Ukraine, June 17-22, (2007);

Международная конференция «NUCLEUS-2007», г. Воронеж, Россия, Июнь 25-28, (2007);

The 20th European Conference on Few-Body Problems in Physics», Pisa, Italy, September 10-14, (2007).

В заключение автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю к. ф.-м. н. П. И. Зарубину за постановку задачи, всестороннюю помощь и поддержку при ее выполнении. Автор также выражает благодарность всем участникам сотрудничества БЕККЕРЕЛЬ за многочисленные обсуждения и критические замечания, имевшие место, при выполнении данной работы.

Заключение

Перечислим основные результаты работы по изучению периферической фрагментации релятивистских ядер 9Ве на две а-частицы в эмульсии.

1. Благодаря имеющейся возможности по формированию и исследованию пучков легких релятивистских ядер на Нуклотроне ОИЯИ, впервые было выполнено исследование свойств ядра 9Ве как 2а+п системы, проявляющихся в периферической фрагментации на ядрах фотоэмульсии при энергии 1.2 А ГэВ.

2. Анализ результатов эксперимента осуществлен на большой для методики ядерных эмульсий статистике - 362 события периферической фрагментации 9Ве->2а на ядрах групп Н, CNO, AgBr.

3. Угловые и импульсные характеристики а-частицы в подавляющем большинстве случаев полностью определяются попаданием события в одну из групп по величине относительного пространственного угла 0. Верхняя граница достигнутой точности измерения углов вылета а-частиц составила 4.4 мрад.

4. Результаты свидетельствуют, что порядка 81% событий фрагментации 9Ве—>2а, сопровождаются испусканием а-частиц, из промежуточного ядра 8Ве, находящегося в 0+, 2+ состояниях приблизительно с одинаковыми весами.

5. В эксперименте установлено, что для групп событий, отнесенных к взаимодействиям на ядрах Н, AgBr, наблюдается тенденция к росту суммарного поперечного импульса PTsum пары а-частиц с уменьшением At ядра-мишени.

6. Для 80% событий группы AgBr распределение величин суммарного поперечного импульса PTsum паР а-частиц, может быть интерпретировано недостающим поперечным импульсом нейтрона - фрагмента ядра 9Ве. Результаты свидетельствуют, об отсутствии значимой разницы в значениях параметров распределений величин

Pisum для событий на ядрах группы AgBr, относящихся к разным группам по величине угла 0. Было бы преждевременным, однако, делать какие-либо заключения относительно доминирования, для отдельных групп событий 9Ве—»2а какого-то одного «механизма» фрагментации. Для подобных оценок необходим содержательный теоретический анализ, что выходит за рамки данной работы.

7. Полученные в эксперименте данные об угловых и импульсных спектрах а-частиц, образующихся при фрагментации 9Ве—>2а, могут о быть использованы при оценке роли Be в более сложных Na-системах [131].

1. M.1. Adamovich et al., «Investigation of clustering in light nuclei by means of relativistic-multifragmentation processes», Phys. At. Nucl. 67 (2004), 514-517.

2. D.A. Artemenkov et al., «Invariant analysis of the fragmentation of relativistic nuclei in emulsion», In: Proceedings of the 26th International A.M. Baldin seminar on high energy physics problems, 339-346, Dubna, September 27 October 2, (2004), 339-346.

3. N.P. Andreeva, et al., «Light nuclei clustering in fragmentation above 1 A GeV», In: Proceedings of the 8th International workshop «Relativistic nuclear physics from hundreds of MeV to TeV», 203-213, Dubna, May 2328, (2005), 203-213.

4. Н.П. Андреева и др., «Топология «белых звезд» в релятивистской фрагментации легких ядер», ЯФ., том 68, №3 (2005), 1-11.

5. P.A. Rukoyatkin et al., «Beams of relativistic nuclear fragments at the Nuclotron accelerator facility», Czechoslovak Journal of Physics, Vol. 56 (2006), 379-384.

6. N.P. Andreeva et al., «Clustering in light nuclei in fragmentation above 1 A GeV», Eur.Phys.J. A 27S1 (2006), 295-300.1.о

7. D.L. Olson et al., «Electromagnetic dissociation of relativistic О nuclei», Phys. Rev. С 24 (1981), 1529-1539.

8. G. Baur and D. Trautmann, «The break-up of the deuteron and stripping to unbound states», Physics Reports (Section С of Physics Letters) 25 (1976), 293-358.

9. G. Baur et al., «Fragmentation processes in nuclear reactions», Physics Reports (Review Section of Physics Letters) 111 (1984), 333-371.

10. C.A. Bertulani and G. Baur, «Electromagnetic processes in relativistic heavy ion collisions», Physics Reports (Review Section of Physics Letters) 163 (1988), 299-408.

11. В.В. Белага и др., «Когерентная диссоциация ~С—>3а при 4.5 А ГэВ/с на ядрах эмульсии, обогащенной свинцом», ЯФ 58 (1995), 2014-2020.

12. Ф.А. Аветян и др., «Когерентная диссоциация 160—>4а в фотоэмульсии при импульсе 4.5 ГэВ/с на нуклон», ЯФ 59 (1996), 110116.

13. В.В. Белага и др., «Эффективные массы и относительные углы пар альфа-частиц из реакции когерентной диссоциации 12С—>3а при импульсе 4.5 ГэВ/с/нуклон», Препринт ОИЯИ Р1-95-40, Дубна (1995).

14. J.A. Wheeler, «The alpha-particle model and the properties of the nucleus Be8», Phys. Rev. 59 (1941), 27-36.

15. L.R. Hafstad and E. Teller, «The alpha-particle model of the nucleus», Phys. Rev. 54 (1938), 681-692.

16. F.C. Chang, «Study of the low-lying states of 8Be», Phys. Rev. С 9 (1974) 1-3

17. J. Hiura and R. Tamagaki, «Typical realization if alpha-particle model aspects in beryllium region», Supplement of the Progress of Theoretical Physics 52 (1972), 25-88.

18. В.И. Кукулин, В.Г. Неудачин, Ю.Ф. Смирнов, «Взаимодействие составных частиц и принцип Паули», Физика элементарных частиц и атомного ядра, том 10, вып.6., (1979), 1236-1293.

19. A. Sandulescu et al., «Formation of clusters in the nuclear surface», Few-Body Systems 5, (1988), 107-115.

20. Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов, В.Г. Неудачин, Н.П. Юдин, «Формирование гигантских резонансов в легких ядрах», Физика элементарных частиц и атомного ядра, том 31, вып. 6., (2000), 13431397.

21. P. Schuck et al., «Alpha-particle condensation in nuclei», Nuclear Physics A 738 (2004), 94-100.

22. P. Schuck et al., «а-Particle condensation in nuclear system», Nuclear Physics A 788 (2007), 293-300.1.9

23. Y. Funaki et al., «Resonance states in С and a-particle condensation», Eur. Phys. J. A 24 (2005), 321-342.

24. Tz. Kokalova et al., «Emission of unbound 8Be and 12C*(0+2) clusters in compound nucleus reaction», Eur. Phys. J. A 23 (2006), 19-31.

25. Tz. Kokalova et al., «Signatures for multi-a-condensed states», Phys. Rev. Lett. 96, 192502 (2006).

26. Y. Suzuki and M. Takahashi, «a cluster condensation in 12C and 160?», Phys. Rev. С 65, 064318 (2002).

27. A. Tohsaki et al., «Alpha cluster condensation in ,2C and 1бО», Rhys. Rev. Lett. 87, 192501 (2001).

28. A.Tohsaki et al., «Wide perspective of alpha condensation in light 4N nuclei», Nuclear Physics A 738 (2004), 259-263.

29. M. Chernykh et al., «Structure of the Hoyle state in 12C», Phys. Rev. Lett. 98, 032501 (2007).1. О 1 ^

30. P. Descouvemont and D. Baye, «Microscopic theory of the Be(a,y) "C reaction in a three-cluster model», Phys. Rev. С 36 (1987), 54-59.

31. A.T. Kruppa et al., «Complex scaling in the cluster model: Resonances in 8Be», Phys. Rev. С 37 (1988), 383-389.

32. Т. Yamada, «Competition between a clustering and spin-orbit force in the ground bands of 8Be, 20Ne, and 44Ti», Phys. Rev. С 42 (1990), 1432-1435.

33. D.V. Fedorov, A.S. Jensen, «The three-body continuum Coulomb problem and the 3a structure of 12C», Physics Letters В 389 (1996), 631-636.

34. L. Hernandez de la Pena et al., «а-cluster structure in Be isotopes», J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 27 (2001), 2019-2035.1 "7

35. H.O.U. Fynbo et al., «Clarification of the three-body decay of С (12.71 MeV)», Phys. Rev. Lett. 91 082502 (2003)

36. M. Freer et al., «8Be+8Be decay of excited states in 1бО», Phys. Rev. С 70, 064311 (2004).

37. M. Freer et al., «Helium clusters in Be isotopes», Nuclear Physics A738 (2004), 10-16.

38. M. Freer et al., «Alpha-particle states in 160 and 20Ne», J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 31 (2005), S1795-S1799.

39. M. Freer et al., «8Be+,4C break-up of 22Ne», », J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 32 (2006), 2235-2243.12

40. B.B. Кириченко, «Альфа-частичное фоторасщепление легких ядер С и 160», Физика элементарных частиц и атомного ядра, том 32, вып.4 (2001), 802-827.о

41. Philip R. Page, «New broad Be nuclear resonances», Phys. Rev. С 72, 054312(2005).

42. R. Pichler et al., «Three-alpha structures in 12C», Nuclear Physics A 618 (1997), 55-64.

43. N. Soic et al., «а-decaying excited states in carbon and boron isotopes», Nuclear Physics A738 (2004), 347-3 51.

44. A. Sytcheva et al., «Monopole and quadrupole polarization effects on the a-particle description of 8Be», Phys. Rev. С 71, 044322 (2005).

45. F.G. Lepekhin, «The formation of 8Be nuclei and their role in the fragmentation of light nuclei», Physics of Particles and Nuclei vol. 36 №2. (2005), 233-245.

46. В. Чавчанидзе, «К теории ядра бериллия», УФН, Т. XLIII, вып. 1 (1951), 106-119.

47. Y.L. Parfenova and Ch. Leclercq-Willain, «Hyperfine anomaly in Be isotopes and neutron spatial distribution: A three-cluster model for 9Be», Phys. Rev. С 72, 054304 (2005).

48. Y.L. Parfenova and Ch. Leclercq-Willain, «Hyperfine anomaly in Be isotopes in the cluster model and the neutron spatial distribution », arXiv: nucl-th/0502032v4.

49. C.W. Wang et al., «9Be(p,pa)5He cluster knockout reaction with 150 MeV polarized protons», Phys.Rev. С 31 (1985), 1662-1672.

50. К. Arai, «Resonance structure of 9Be and 10Be in microscopic cluster model», Nuclear Physics A738 (2004), 342-346.

51. N. Keeley et al, «5He+a cluster model of 9Be breakup», Phys. Rev. С 64 031602(R) (2001).

52. P. Descouvemont, «Microscopic three-cluster study of the low-energy 9Be photodisintegration», Eur. Phys. J. A 12 (2001), 413-419.

53. B.R. Fulton et al., «Exclusive breakup measurements for 9Be», Phys. Rev. С 70, 047602 (2004).

54. W.J. Woolliscroft et al., «Elastic scattering and fusion of 9Be+208Pb: Density function dependence of the double folding renormalization», Phys. Rev. С 69, 044612 (2004).

55. L.V. Grigorenko and M.V. Zhukov, «Three-body resonant radiative capture in astrophysics», Phys. Rev. С 72, 015803 (2005).

56. P. Papka et al., «Decay path measurements for the 2.429 MeV state in 9Be: Implications for the astrophysical а+а+п reaction», Phys.Rev. С 75, 045803 (2007).

57. D.E. Greiner et al., «Momentum distributions of isotopes produced by11 1 f fragmentation of relativistic С and О projectiles», Phys. Rev. Lett. 351975), 152-155.

58. H.H. Heckman and P.J. Lindstrom, «Coulomb dissociation of relativistic 12C and 160 nuclei», Phys. Rev. Lett. 37 (1976), 56-59.

59. N. Masuda and F. Uchiyama, «Recoil momenta of fragments from relativistic nuclear heavy ions», Phys.Rev. С 15 (1977), 1598-1600.

60. H.H. Heckman et al., «Fragmentation of 4He, 12C, 14N and 1бО nuclei in nuclear emulsion at 2.1 GeV/nucleon», Phys. Rev. С 17 (1978), 17351747.

61. D.L. Olson et al., «Factorization of fragment-production cross section in relativistic heavy-ion collisions», Phys. Rev. С 28 (1983), 1602-1613.

62. A.X. Бабаев и др., «Азимутальные корреляции между вторичными заряженными частицами из неупругих взаимодействий релятивистских ядер», ЯФ 51 (1990), 524-534.

63. В.В. Белага и др., «О «температурной» зависимости механизма диссоциации возбужденного ядра углерода в три альфа-частицы», Препринт ОИЯИ Р1-95-41, Дубна (1995).

64. В.В. Белага и др., «Изучение парных корреляций между а-частицами — фрагментами релятивистских ядер», ЯФ 59 (1996), 1254-1256.

65. В.В. Глаголев и др., «Образование ядер гелия в кислород-протонных соударениях при.релятивистских энергиях», ЯФ 58 (1995) 2005-2008.

66. M.I. Adamovich et al., «Production of helium (Z=2) projectile fragments in 160-emulsion interactions E/A=2 to 200 GeV», Phys. Rev. С 40 (1989), 6672.

67. Zhang Dong-Hai et al., «Production of helium projectile fragments in 160-emulsion interaction at 4.5 A GeV/с», Chinese Physics vol. 13 № 8 (2004), 1239-1245.

68. Li Jun-Sheng et al., «Electromagnetic dissociation of 3.7 A GeV 1бО in nuclear emulsion», Chinese Physics vol. 13 № 6 (2004), 836-844.

69. В.В Глаголев и др., «К вопросу о фрагментации релятивистских ядер кислорода во взаимодействиях с протонами», ЯФ 63 (2000), 575-576.

70. V.V. Glagolev et al., «Fragmentation of relativistic oxygen nuclei in interactions with a proton», Eur.Phys.J. All (2001), 285-296.

71. Э.Х. Базаров и др., «Феноменологический анализ каналов образования трех и четырех а-частиц в 16Ор-соударениях при 3.25 А ГэВ/с», ЯФ 67 (2004), 730-735.

72. G. Faldt, «Dissociation and stripping of high-energy deuterons», Phys. Rev. D 2 (1970), 846-855.

73. G. Baur et al., «Electromagnetic dissociation as a tool for nuclear structure and astrophysics», arXiv: nucl-th/0304041v2

74. H.L. Bradt and B. Peters, «The heavy nuclei of the primary cosmic radiation», Phys. Rev. 77 (1950), 54-75.

75. G. Baroni et al., «Electromagnetic dissociation of 200 GeV/nucleon 160 and 32S ions in nuclear emulsion», Nuclear Physics A516 (1990), 673-714.

76. D.M. Kalassa and G. Baur, «Coulomb dissociation of 9Be: investigation of higher-order effects», J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 20 (1994), 1023-1033.

77. V.D. Efros et al., «Low-energy photodisintegration of 9Be and a+a+nf>9Be+y reactions at astrophysical condition», Eur. Phys. J A 1 (1998), 447-453.

78. M.L. Good and W.D. Walker, «Coulomb dissociation of beam particles», Phys. Rev. С 120 (1960), 1855-1856.

79. G. Baur and C.A. Bertulani, «Multiple electromagnetic excitation of giant dipole phonons in relativistic heavy ion collisions», Physics Letters В vol. 174 № 1 (1986), 23-26.

80. J.W. Norbury and G. Baur, «Explanation of recent observations of very large electromagnetic dissociation cross sections. High order corrections», Phys. Rev. С 48 (1993), 1915-1918.

81. G. Baur and H. Rebel, «Coulomb dissociation studies as a tool of nuclear astrophysics», J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 20 (1994), 1-33.

82. A. Mundel and G. Baur, «Effects of strong interaction on electromagnetic dissociation», Nuclear Physics A609 (1996), 254-268.

83. K. Hencken et al., «Equivalent photon approach to simultaneous excitation in heavy ion collision», Phys. Rev. С 53 (1996), 2532-2535.

84. G. Baur et al., «Multiphoton exchange processes in ultraperipheral relativistic heavy ion collisions », arXiv: nucl-th/0307031v2.

85. G. Baur et al., «Coulomb dissotoation, a tool for nuclear astrophysics», arXiv: nucl-th/0705.3307vl.

86. C.A. Bertulani, «Photon exchange in nucleus-nucleus collisions», arXiv: nucl-th/0209036vl.

87. И.М. Гарменицкий, 3. Новак, «Процессы дифракционной диссоциации при высокой энергии», Физика элементарных частиц и атомного ядра, том 5, вып. 1., (1974), 63-121.

88. Н.П. Зотов, В.А. Царев, «Дифракционная диссоциация: тридцать пять лет спустя», УФН Т. 154 вып. 2 (1988), 207-242.

89. M.L. Good and W.D. Walker, «Diffraction dissociation of beam particles», Phys. Rev. 120 (1960), 1857-1860.

90. A.I. Akhieser and A.G. Sitenko, «Diffractional scattering of fast deuterons by nuclei», Phys. Rev. 106 (1957), 1236-1246.

91. А.Г.Ситенко, «Взаимодействие дейтонов с ядрами», УФН Т. LXVII вып. 3 (1959), 377-444.

92. E.JL Фейнберг, «Неупругие дифракционные процессы при высоких энергиях», УФН Т. LVIII вып. 2 (1956), 193-230.

93. R.J. Glauber, «Deuteron stripping processes at high energies», Phys. Rev. 90 (1955), 1515-1516.

94. R.J. Glauber, «Cross section in deuterium at high energies», Phys. Rev. 100 (1955), 242-248.

95. М.И. Адамович и др., «Стриппинг дейтронов 9.38 ГэВ/сна ядрах фотоэмульсии», Сообщения ОИЯИ, Р1-6386.

96. N. Dalkhazhav et al., «9.38 GeV/c deuteron stripping on photoemulsion nuclei», Nuclear Physics A 222 (1974), 614-620.

97. R. Serber, «The production of high energy neutrons by stripping», Phys. Rev. 72 (1947), 1008-1016.

98. T. Fulton and G.E. Owen, «Stripping-type nuclear reactions», Phys. Rev. 108 (1957), 789-794.

99. J. S. Blair, «Inelastic diffraction scattering», Phys. Rev. 115 (1959), 928938.

100. А.Г. Ситенко, «Дифракционное рассеяние нуклонов ядрами и структура ядер», Физика элементарных частиц и атомного ядра, том 4, вып.2, (1973), 546-584.

101. С.В. Мухин, В.А. Царев, «Дифракционное возбуждение протонов на протонах и дейтонах при высоких энергиях и малых переданных импульсах», Физика элементарных частиц и атомного ядра, том 8, вып.5, (1977), 989-1055.

102. N. Masuda and F. Uchiyama, «Phenomenological analysis of high energy nuclear fragmentation based on the diffractive excitation model», Phys. Rev. С 15 (1977), 972-980.

103. J. Hufner and M.C. Nemes, «Relativistic heavy ions measure the momentum distribution on the nuclear surface», Phys. Rev. С 23 (1981), 2538-2547.

104. G. Faldt and R. Glauber, «Diffraction theory of scattering by rotating nuclei», Phys. Rev. С 42 (1990), 395-410.

105. F. Cucinotta and R.D. Dubey, «Alpha-cluster description of excitation energies in 12C(I2C, 3a)X at 2.1 A GeV», Phys. Rev. С 50 (1994), 10901096.11 Я

106. К. Henken et al., «Breakup reactions of the halo nuclei Be and В», Phys. Rev. С 54 (1996), 3043-3050.

107. M.V. Evlanov et al., «Integral cross section of the hypertriton interaction with nuclei at high energies», JINR Rapid Communication №4 78J-96, 3340.

108. F. Barranco and P.G. Hansen, «Break-up of neutron-halo nuclei by diffraction dissociation and shake off», Eur. Phys. J.A7, (2000), 479-482.

109. B.K. Лукьянов, E.B. Земляная, Б. Словинский, «Полные сечения ядро-ядерных реакций в подходе Глаубера-Ситенко для реалистических распределений ядерной материи», Препринт ОИЯИ Р4-2003-80, Дубна (2003).

110. H. Feshbach and К. Huang, «Fragmentation of relativistic heavy ions», Physics Letters 47B (1973), 300-302.

111. A.S. Goldhaber, «Statistical models of fragmentation processes», Physics Letters 53B (1974), 306-308.

112. Ф.Г. Лепехин, Б.Б. Симонов, «Выход фрагментов 8Ве при фрагментации 10В с энергией 1 ГэВ на нуклон в эмульсии», ЯФ 68 (2005), 1-8.

113. A. Abul-Magd and J. Hufner, «Momentum distribution in fragmentation reactions with relativistic heavy ions», Z. Physics A277 (1976), 379-384.

114. J.B. Natowitz et al.,'«Particle emission at a 20Ne projectile velocity comparable to the Fermi velocity», Phys. Rev. Lett. 47 (1981), 1114-1117.

115. S. Garpman et al., «Fragmentation of light ions at relativistic energies», Physica Scripta Vol. T5 (1983), 217-221.

116. P. Kozma, «Emission of light fragments in relativistic nucleus-nucleus collisions», J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 19 (1993), 1365-1372.

117. Ф.Г. Лепехин, «Выход фрагментов ядра 10В», письма в ЭЧАЯ №3 (2002), 25-31.

118. A.L. Jipa et al., «On the nuclear fragmentation mechanisms in nuclear collisions at intermediate and high energies», Romanian Reports in Physics Vol. 56(2004), 577-601.

119. N.P. Andreeva, et al., «Clustering in light nuclei in fragmentation, above 1 A GeV», Eur.Phys.J. A 27S1 (2006), 295-300.

120. D.A. Artemenkov, G.I. Orlova, P.I. Zarubin, «Dissociation of relativistic nuclei in peripheral interactions in nuclear track emulsion»,Nuclear Science and Safety in Europe, Springer, Printed in Netherlands, (2006), 189-200.

121. C. Пауэлл, П. Фаулер, Д. Перкинс «Исследование элементарных частиц фотографическим методом» Издательство иностранной литературы М. (1962).

122. В.Г. Воинов, И .Я. Часников «Многократное рассеяние частиц в ядерной фотоэмульсии», Издательство «Наука» Казахской ССР, Алма-Ата (1969).

123. V. Barger et al., «Neutrino oscillation parameters from MINOS, ICARUS, and OPERA combined» Phys. Rev. D 65 053016 (2002).

124. R. Acquafredda et al., «First events from CNGS neutrino beam detected in the OPERA experiment» New Journal of Physics 8 (2006).

125. A.B. Aleksandrov et al., «Completely automated measurement facility (PAVICOM) for track-detector data processing» Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 535 (2004), 542-545.

126. M. De Serio et al., «High precision measurements with nuclear emulsions using fast automated microscopes» Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 554 (2005), 247-254.

127. Д.А. Артеменков и др., «Особенности фрагментации 9Ве—»2Не в ядерной эмульсии при энергии 1,2 А ГэВ», ЯФ 70 (2007), 1261-1265.

128. М.И. Адамович и др., «Взаимодействие релятивистских ядер 6Li с ядрами фотоэмульсии», ЯФ 62 (1999), 1461-1471.

129. J.F. Ziegler, «SRIM-2003» Nuclear Instruments and Methods in Physics Research В 219-220 (2004), 1027-1036.

130. П.Ю. Бабаенко и др., «Угловые распределения ионов легких элементов после прохождения тонкой углеродной пленки» Письма в ЖТФ том 27 вып. 19 (2001), 44-48.

131. М. Natsume et al., «Low-velocity ion tracks in fine grain emulsion» Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 575 (2007), 439443.

132. М.И. Адамович и др., «Множественное рождение частиц при взаимодействии пионов и протонов с нуклонами и ядрами в области энергий 20-200 ГэВ» Труды ФИАН том 108 М., «Наука» (1979), 65149.

133. W.H. Barkas, «Nuclear research emulsions» Academic Press New York and London (1963).

134. В.Г. Воинов, M.M. Чернявский, «Некоторые систематические ошибки оценок импульсов и углов вылета заряженных частиц в ядерных фотоэмульсиях» Труды ФИАН том 108 М., «Наука» (1979), 166-172.

135. С.А. Айвазян, B.C. Мхитарян, «Теория вероятностей и прикладная статистика» том №1, «Юнити М.», (2001).

136. С.А. Айвазян, B.C. Мхитарян, «Прикладная статистика в задачах и упражнениях», «Юнити М.», (2001).

137. В.П. Боровиков, И.П. Боровиков, «Statistica. Статистический анализ данных в среде Windows», Информационно-издательский дом «Филин», М., (1997).

138. T. Teichman and E.P. Wigner, «Sum rules in the dispersion theory of nuclear reactions», Phys. Rev. 87 (1952), 123-135.

139. N.P. Heydenburg and G.M. Temmer, «Alpha-alpha scattering at low energies», Phys. Rev. 104 (1956), 123-134.

140. J.L. Russell et al., «Scattering of alpha particles from helium», Phys. Rev. 104(1956), 135-142.

141. J. Engelage et al., «А quasi-exclusive measurement of nC (12C, 3a)X at 2.1 GeV/nucleon», Physics Letters В 173 (1986), 34-38.