Изотопы водорода и гелия за границей нуклонной стабильности тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

15-2009-22 На правах рукописи УДК 539.172.14+539.172.17

головков

Михаил Сергеевич

ИЗОТОПЫ ВОДОРОДА И ГЕЛИЯ ЗА ГРАНИЦЕЙ НУКЛОННОЙ СТАБИЛЬНОСТИ

Специальность: 01.04.16 — физика атомного ядра и элементарных частиц

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Дубна 2009

003468077

Работа выполнена в Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флерова Объединенного института ядерных исследований.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Карнаухов Виктор Александрович

доктор физико-математических наук, профессор. Абрамович Сергей Николаевич

доктор физико-математических наук, профессор Жуков Михаил Васильевич

Ведущая организация: НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова

Защита диссертации состоится " " _2009 года в « /у^» часов

на заседании диссертационного совета Д 720.001.06 при Лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка и Лаборатории ядерных реакций им. Г.Н. Флерова Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна Московской области).

С диссертацией можно ознакомиться в НТБ Объединенного института ядерных исследований.

Автореферат разослан " /Г» ¿¿н Ь/с ¿с/ 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

А.Г. Попеко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Настоящая работа основана на ряде экспериментов, выполненных в основном в Лаборатории Ядерных Реакций и посвященных исследованию нейтронно-избыточных изотопов водорода (4'5Н) и гелия (7'9Не), лежащих за границей нуклонной стабильности. Эта область привлекает особое внимание прежде всего потому что:

ядра в этой области могут обладать специфическими свойствами, отличными от свойств ядер, расположенных вдоль линии стабильности, причем именно здесь граница нуклонной стабильности наиболее доступна для экспериментального исследования,

сравнительно небольшое число нуклонов в таких системах позволяет проводить сравнение экспериментальных данных с безмодельными расчетами в рамках решения задачи нескольких тел, исходя только из параметров нуклон-нуклонного взаимодействия.

Выбор объекта исследования определился с одной стороны тем, что эти изотопы представляют из себя относительно простые ядерные системы, наиболее доступные для последовательного теоретического анализа. С другой стороны, подобные системы представляют несомненный интерес, поскольку именно здесь можно достичь максимального отношения числа нейтронов к числу протонов, что, например, напрямую связано с вопросом о возможности существовании чисто нейтронных ядер. Исходя из самых общих представлений, именно в области пограничных ядер можно ожидать появления специфических свойств, значительно отличных от свойств хорошо связанных ядер. Исследование лёгких ядер вблизи и за границей нуклонной стабильности потребовало принципиально новых подходов как при планирования и проведения экспериментов, так и для теоретического анализа полученных результатов. Такие подходы были разработаны и реализованы в настоящей работе.

Целью работ, вошедших в диссертацию, явилось экспериментальное изучение изотопов водорода и гелия, лежащих за границей нуклонной стабильности. Можно выделить два основных аспекта в рамках решения поставленной задачи: (¡) разработка экспериментальной методики, основанной на проведении измерений, в которых, наряду с заселением резонанса, измеряются также корреляции (угловые и энергетические), связанные с распадом этого резонанса. Подобный подход позволяет не только определить вероятность заселения резонанса, но и, в ряде случаев, получить уникальную информацию о резонансных свойствах, например, однозначно определить квантовые характеристики резонансов, (и) создание метода теоретического анализа экспериментальных данных, основанного на моделировании физического процесса для сравнения расчётов с экспериментальными результатами с учетом эффективности регистрирующей системы.

Научная новизна. В настоящей работе был разработан новый метод экспериментального изучения резонансов, основанный на корреляционном анализе продуктов распада. Свойства атомных ядер, расположенных вблизи границы нуклонной стабильности, в значительной степени определяются сильным взаимодействием и не претерпевают кардинальных изменений при переходе через эту границу. Однако для ядер, энергия связи которых превышает порог распада, открываются принципиально новые возможности экспериментального исследования, связанные с измерением корреляций продуктов распада из анализа которых можно получить уникальную информацию о внутренней структуре. Впервые этот метод в полном объёме был применён в экспериментах на радиоактивных пучках для изучения легких нейтронно-избыточных систем (тяжёлых изотопов водорода и гелия), лежащих за границей нуклонной стабильности.

При изучении изотопа водорода 4Н корреляционный анализ позволил не только получить резонансные параметры основного состояния этого изотопа, но и разрешить проблему сильного разброса параметров этого резонанса, полученных в предшествующих экспериментальных исследованиях, посвященных изучению 4Н в

различных реакциях. В экспериментах по изучению 5Н впервые был надежно установлен спектр нижних состояний этого изотопа. Во всех предшествующих работах квантовые характеристики состояний приписывались на основании модельных расчетов положения и ширины наблюдаемых резонансов. В настоящей работе впервые спины и четности состояний однозначно определялись на основе анализа измеренных угловых распределений продуктов распада. В экспериментах по изученю 7Не впервые наблюдалось возбужденное состояние при энергии 3.3 ± 0.3 МэВ выше порога 6Не+и распада, обладающее специфическими свойствами распада. Анализ характеристик распада позволил однозначно определить структуру и квантовые характеристики этого состояния. При изучении изотопа 9Не были использованы два различных подхода. В реакции 2Н(8Не,/»)9Не помимо наблюдения спектра недостающей массы, соответствующей заселению спектра 9Не, впервые проводилось измерение угловых распределений распада в широком диапазоне в системе центра массы 9Не. В резонансном /;+8Не рассеянии заселялись уровни ядра 91л с изотопическим спином Т=5/2, являющиеся изобарическими аналогами нижних состояний в ядре 9Не. Совместный анализ данных обоих экспериментов позволил надежно установить структуру спектра состояний ядра 9Не, в значительной степени отличную от структуры, считавшейся общепризнанной до настоящей работы.

Прастическая ценность. Большое внимание в работе уделялось методическим проблемам, связанным с надежностью и достоверность получения информации о структуре атомных ядер в результате анализа экспериментальных данных. Проблема состоит в том, что на формирование наблюдаемых в эксперименте спектров помимо внутренней структуры ядер, участвующих во взаимодействии значительное влияние может оказывать динамика ядерных процессов. Особую актуальность эта проблема приобретает при изучении относительно широких перекрывающихся состояний, что является характерной чертой для состояний ядер вблизи границы стабильности. Разработанный в настоящей диссертации метод, основанный на корреляционном анализе и последовательном учете эффективности регистрации детектирующей системы,

может найти широкое применение для исследования ядер, удаленных от линии стабильности в любую сторону.

Конкретные результаты, полученные в настоящей работе и связанные с новой информацией о структуре состояний изотопов 4'5Н и 7'9Не, могут найти (и уже находят) применение для проверки теоретических моделей, посвященных описанию малонуклонных систем вблизи границы стабильности.

Апробация работы и публикации. Результаты диссертационной работы были представлены на следующих совещаниях и конференциях:

• Международный симпозиум EXON-2001, Байкал, Россия, 24-28 июля 2001 г.

• 17 Международная конференция «Nuclear Physics in Astrophysics», Дебрецен, Венгрия, 30 сентября - 4 октября 2002 г.

• VIII Международная конференция Nucleus - Nucleus Collisions, Москва, Россия, 17-21 июля 2003 г.

• Международный симпозиум EXON-2004, Петергоф, Россия, 5-12 июля 2004г.

• The Seventh International Conference on Radioactive Nuclear Beams (RNB7), Кортина д'Ампеццо, Италия, 3-7 июля 2006 г.

• Международный симпозиум EXON-2006, Ханты-Мансийск, Россия, 5-12 июля 2006 г.,

а так же докладывались на многочисленных семинарах в ЛЯР ОИЯИ, GSI (Дармштадт, Германия), UCL (Лувен-ла-Нев, Бельгия).

По результатам исследований, составивших основу диссертации, опубликовано 19 работ в реферируемых журналах. Результаты, вошедшие в эти работы, были получены автором в период 1997-2006 гг.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Диссертация изложена на 183 страницах машинописного текста, включая 57 рисунков, 11 таблиц и библиографический список литературы из 126 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении даётся общая картина экспериментальных исследований в области изучения легких ядер на границе нуклонной стабильности, сложившаяся к началу настоящей работы, обосновывается выбор направления и объектов исследования.

Общие методические вопросы, связанные с проведением экспериментов, лежащих в основе настоящей работы, обсуждаются в первой главе. Здесь дано описание основной экспериментальной установки, фрагмент-сепаратора АКУЛИНА (рисунок 1), предназначенной для получения радиоактивных пучков. Большинство экспериментов, представленных в настоящей работе, были выполнены на вторичных пучках сепаратора, который использовался в двух режимах работы.

11111)

НИИ!»

Рисунок 1. Схема магнитного сепаратора АКУЛИНА.

Для производства вторичных пучков короткоживущих изотопов гелия (6,8Не) с энергией порядка 25 МэВ на нуклон сепаратор работал в ахроматическом режиме и служил для сепарации изотопов гелия, рождающихся при взаимодействии первичного пучка циклотрона с производящей мишенью (расположенной в первом фокусе Г1) от примеси сопутствующих изотопов. Набор квадрупольных линз (09015) фокусировал вторичный пучок на мишень в центре вакуумной камеры

рассеяния, расположенной в выходном фокусе сепаратора Р4 Система диагностики пучковых частиц до взаимодействия с мишенью включала два сцинтилляционных детектора для измерения времени пролета на базе 8.5 метра и две многопроволочные ионизационные камеры для трекинга пучка на мишень. Измерение времени пролета и удельной ионизации пучковых частиц позволило в процессе анализа данных уменьшить неопределенность энергии ионов 6'8Не до 0.5% и полностью подавить вклад событий, вызванных взаимодействием примесных ионов с материалом мишени.

В экспериментах на пучке трития с энергией 57 МэВ фрагмент сепаратор использовался в дисперсионном режиме, что позволило уменьшить энергетический и угловой разбросы первичного пучка трития из циклотрона до 0.3 МэВ (FWHM) и 7 мрад, соответственно.

В большинстве описываемых экспериментов в качестве мишеней использовались изотопы водорода: водород, дейтерий или тритий. Известно две принципиальные возможности работы с водородными мишенями: использование твердотельных мишеней, изготовленных из водородсодержащих материалов (полиэтилен, дейтерированный полиэтилен, титан, насыщенный тритием) либо использование газовых, как правило, криогенных (для повышения плотности) мишеней. Твердотельные мишени значительно более просты и удобны в эксплуатации, в то время как газовые мишени представляют из себя довольно сложные устройства. Дополнительные сложности возникают при разработке газовой тритиевой мишени из-за требований радиационной безопасности при эксплуатации такого устройства. Однако расчеты показывают, что газовые мишени обладают существенными преимуществами по сравнению с твердотельными как в смысле достижения лучшего энергетического разрешения в эксперименте так и по фоновым условиям. По этой причине в качестве основного был выбран второй путь - разработка и изготовление уникальной газовой тонкостенной криогенной мишени, удовлетворяющей условиям радиационной безопасности при работе с тритием в качестве рабочего вещества. Минимальная температура газовой ячейки составляет 12К, что дает возможность использовать мишень с любым изотопом водорода как в газообразном, так и в жидком агрегатном состоянии.

Основным типом детекторов для регистрации заряженных частиц в выходном канале реакции были позиционно чувствительные кремниевые детекторы большой площади. Позиционная чувствительность обеспечивалась тем, что поверхность одной (или обеих) сторон была сегментирована на изолированные области, сигнал с которых поступал на независимые спектрометрические тракты. Для регистрации продуктов реакций под малыми относительно направления пучка углами использовались кольцевые детекторы, имеющие внутренний и внешний диаметры 32 и 82 мм соответственно. Большинство детекторов были изготовлены фирмой ЭЛМА (г. Зеленоград). Использовались также детекторы производства фирмы Micron Semiconductor (Великобритания), немного отличающиеся по геометрическим параметрам. Типичное энергетическое разрешение всех детекторов составляло около 40 кэВ (FWHM). Для обеспечения толщины детектирующей системы, достаточной для полной остановки регистрируемой частицы, применялись сборки (телескопы), представлявшие собой стопки отдельных детекторов, установленных друг за другом, что позволяло провести идентификацию продуктов реакций стандартным ДЕ-Е методом в широком энергетическом диапазоне. Большое разнообразие форм, размеров и толщин детекторов позволяло обеспечивать высокую эффективность измерений в различных условиях, определяемых спецификой конкретного опыта. Кроме кремниевых телескопов в некоторых экспериментах (там, где была необходимость регистрировать наиболее длиннопробежные частицы) использовались сборки из кремниевых и сцинтилляционных (Csl, BaFz) детекторов.

Для регистрации нейтронов использовался нейтронный спектрометр DEMON. Детектирующая система спектрометра состояла из отдельных модулей, представляющих собой цилиндры диаметром 16 см и высотой 30 см, заполненные жидким сцинтиллятором типа NE213. Входное окно модуля было закрыто свинцовым листом для защиты от мягких у-квантов. В различных экспериментах использовались от 41 до 48 модулей. Поскольку энергия нейтронов измерялась по времени пролёта, для обеспечения время-пролетной базы отдельные модули собирались (на воздухе, за пределами камеры рассеяния) в виде стенки, расположенной на расстоянии ~2.5-3 метра от мишени. Для разделения сигналов,

вызванных регистрацией нейтронов и у-квантов, использовался метод, основанный на анализе формы импульса.

В конце первой главы приведено описание измерительной системы и обсуждаются общие принципы организации сбора и предварительной обработки данных в процессе измерений.

Вторая глава посвящена результатам изучения Водорода-4 в реакциях 3Н(/,й04Н и 2Н(/,/>)4Н, Глава открывается анализом как теоретических представлений, так и экспериментальных результатов, посвященных изучению изотопа 4Н и полученных к началу настоящей работы, формулируется постановка задачи и дается обоснование выбора реакции.

Схема эксперимента показана на рисунке 2. Пучок трития циклотрона У400М Лаборатории Ядерных реакций ОИЯИ с энергией 58 МэВ падал на криогенную газовую мишень, расположенную в центре вакуумной камеры рассеяния. В экспериментах по изучению 4Н в 3Н(/,йГ) реакции мишень заполнялась жидким тритием, в случае 2Н(/,/>)4Н реакции рабочим веществом мишени был жидкий дейтерий. Все остальные детали эксперимента были полностью идентичны.

нейтронный спектрометр ОЕМОК

Рисунок 2. Схема эксперимента по изучению 4'5Н на пучке трития.

Для регистрации заряженных частиц использовались два позиционно чувствительных телескопа, установленных на кронштейнах, вращающихся в

горизонтальной плоскости вокруг центральной оси камеры рассеяния. Первый телескоп (Р-телескоп), имевший большую суммарную толщину кремния, был предназначен для регистрации высокоэнергичной частицы (протона в случае реакций 2Н(/,/?)4Н и дейтрона в случае реакции 3Н(?,</)4Н). Второй телескоп (Т-телескоп), предназначался для регистрации тритона из распада 4Н —> 1+п. Обе реакции характеризуются тремя стабильными частицами (р(а), ( и я) в выходном канале реакции. Регистрация любой пары частиц соответствует условиям полного кинематического эксперимента и позволяет получить исчерпывающую информацию о кинематике процесса. Были проанализированы все парные совпадения из обеих реакций. Широкий угловой диапазон регистрации продуктов реакций позволил выделить основные фоновые процессы (квазисвободное рассеяние и взаимодействия в конечном состоянии) и определить кинематическую область, отвечающую максимальной вероятности заселения резонанса 4Н.

На основе совместного анализа обеих реакций были определены параметры основного состояния 4Н: резонансной энергии Еге, = 3.05 ± 0.19 МэВ относительно порога 4Н -> 1+п распада, и приведенной ширины у2= 3.03 ± 0.65 МэВ. Проведено сравнение полученных результатов с результатами всех предшествовавших исследований.

В третьей главе после изложения истории вопроса и обоснования выбора направления исследований описаны три эксперимента в которых изучался Водород-5. В первом эксперименте в реакции 'щ'Не^'Н были определены параметры основного состояния 5Н. В реакции двух-нейтронной передачи 3Н(/,/>)5Н Водород-5 изучался в двух различных кинематических областях, соответствующих передаче двух нейтронов от снаряда к мишени (область передних углов в лабораторной системе) и передаче от мишени к снаряду (область задних углов в лабораторной системе). В последнем случае был проведен корреляционный анализ экспериментальных данных в рамках трёх-частичной * + п+имодели, основанный на разложении волновой функции 5Н в ряд по гиперсферическим гармоникам, который позволил однозначно определить спины и чётности резонансных состояний.

Первый опыт, посвященный экспериментальному изучению 5Н в реакции 1Н(6Негрр)5Н проводился на пучке циклотрона У400М Лаборатории Ядерных реакций ОИЯИ. Фрагмент-сепаратор АКУЛИНА использовался для получения вторичного пучка 6Не с энергией 36 МэВ/нуклон и интенсивностью ~3-104 частиц/с. Схема экспериментальной установки показана на рисунке 3. Протоны из реакции регистрировались телескопом полупроводниковых детекторов, разработанном в РИКЕНе (Япония). Телескоп состоял из 7 кольцевых детекторов, первый из которых имел толщину 300 мкм и был сегментирован на 16 концентрических колец с одной стороны и 8 секторов - с другой. Последующие 6 детекторов имели толщину ~1 мм и были сегментированы с одной стороны на 8 секторов. Все кольца и секторы имели индивидуальные спектрометрические тракты, обеспечивая позиционную чувствительность и возможность одновременной регистрации нескольких частиц. Регистрация обоих протонов из реакции !Н(6Не,/>/>) позволяет определить недостающую массу остатка 5Н. Помимо РИКЕН-телескопа на расстоянии ~50 см позади мишени на оси пучка был установлен телескоп, состоявший из полупроводникового ЛЕ детектора и ВвО кристалла и предназначенный для регистрации тритонов из распада 5Н-> / + 2п в совпадениях с протонами.

6Нс

Prasment separator " \CCUUNA, DUBNA

SSD

RIKEN

MWPCs

telescope i beam scintillators

BOO H2 cryogenic production

target, GANJL ta,'Sct

Рисунок 3. Схема эксперимента по изучению 5Н в реакции 'Н^Не/)/?).

Совпадения двух протонов с тритонами из распада 5Н позволяют существенно уменьшить вклад фоновых процессов в спектр недостающей массы 5Н. На рисунке 4 приведен спектр недостающей массы, измеренный в совпадениях с тритонами.

На рисунке отчетливо выделяется пик при энергии ~2 МэВ выше порога распада 5Н —> 1+п+п. Анализ возможных нерезонансных фоновых процессов (кривые 1-3 на рисунке 4) позволяет однозначно интерпретировать пик при энергии 2 МэВ как резонансное состояние ядра 5Н. Чтобы определить параметры резонанса измеренный спектр фитировался суммой резонансного вклада (формула Брейта-Вигнера) и вклада возможных фоновых процессов, представленных на рисунке кривыми 1-3. Для сравнения с экспериментальными данными расчетные кривые поправлялись на эффективность регистрации. Кривая 4 показывает результат подгонки с параметрами Е*" =1.7±0.3МэВ, Г06'=1.9+0.4МэВ.

Измеренные угловые распределения и энергетические корреляции протонов хорошо согласуются с предположением о механизме протонного подхвата со значением переданного углового момента Ь,г=0. Это, в свою очередь, позволяет обоснованно предположить, что наблюдаемый резонанс является основным состоянием 5Н, имеющим значения квантовых характеристик •1"=1/2\

Рисунок 4. Спектр недостающей массы 5Н, измеренный в совпадениях с тритонами.

Первый опыт по поиску резонансов ядра 5Н в реакции 3Н(/,/>)5Н был выполнен в геометрии, предусматривавшей регистрацию протонов в области передних углов. Эксперимент проводился на пучке циклотрона У400М Лаборатории Ядерных реакций ОИЯИ. Первичный пучок ионов трития с энергией ~58 МэВ и интенсивностью ~109 частиц/с фокусировался на входную диафрагму

модифицированного фрагмент-сепаратора АКУЛИНА, который использовался для уменьшения угловой расходимости и энергетического разброса первичного пучка циклотрона. В результате пучок тритонов с типичной интенсивностью 3-107 с"1 фокусировался в центре мишени, расположенной в вакуумной камере рассеяния. Размер пучка на мишени не превышал 5 мм в диаметре, энергетический и угловой разбросы после прохождения сепаратора составляли 0.3 МэВ (FWHM) и 7 мрад, соответственно.

Схема эксперимента, полностью идентичная опыту по изучению 4Н, представлена на рисунке 2. Для регистрации заряженных продуктов реакции была выбрана двухплечевая геометрия. Два телескопа полупроводниковых детекторов, предназначенные для регистрации протонов и тритонов, соответственно, располагались по разные стороны оси пучка. Протонный телескоп состоял из четырёх кремниевых детекторов с толщинами 400 мкм, 2x1 мм и 6 мм. По другую сторону оси пучка располагался телескоп, предназначенный для регистрации тритонов из распада резонансов 5Н. Для регистрации нейтронов использовался времяпролетный спектрометр DEMON, 41 модуль которого располагался за пределами камеры рассеяния на расстоянии 2.5 м от мишени и обеспечивал регистрацию нейтронов в диапазоне углов 37°±19° в лабораторной системе координат. Эксперимент был ориентирован прежде всего на получение спектра недостающей массы 5Н, восстановленного по измеренным углам вылета и энергии протонов. Как и в предыдущем эксперименте по поиску резонансов 5Н в реакции 'Н^Нелр), измерение совпадений протонов с продуктами распада резонанса 5Н (тритонами и/или нейтронами) предполагалось использовать для выделения интересующего процесса от фона сопутствующих реакций, в основном являющихся следствием взаимодействия тритиевого пучка с материалом мишенных окон. Проведенный анализ спектра недостающей массы 5Н показал, что основным процессом, ответственным за формирование наблюдаемого спектра, является механизм квазисвободного рассеяния пучковых тритонов на протонах, связанных в мишенном тритии. В этом процессе два ненаблюдаемых нейтрона являются спектаторами и, следовательно, должны иметь импульсное распределение со средним нулевым значением в лабораторной системе координат.

Регистрация нейтронов из распада резонансных состояний 5Н позволила (ценой значительного уменьшения эффективности регистрации) выделить кинематическую область с минимальным вкладом процесса квазисвободного рассеяния и наблюдать структуру, связанную с заселением резонансных состояний 5Н. Несмотря на малую статистику в спектре недостающей массы отчетливо наблюдался пик при энергии ~1.8 МэВ над порогом 5Н —» 1+п+п распада с наблюдаемой шириной, сравнимой с экспериментальным разрешением. Положение резонанса Е0ь5=1.8 ±0.1 МэВ находится в хорошем согласии с результатами, полученными из опыта по изучению 'Н(6Не,рр)5Н реакции (1.7 ±0.1 МэВ). Наблюдаемая ширина (0.4 МэВ) сравнима с инструментальным разрешением эксперимента. Малая статистика позволяет лишь дать оценку верхнего предела Ггез<0.5 МэВ ширины резонанса. В принципе, эту величину можно соотнести с результатом, полученным в предыдущей работе (Го1)3=1.9±0.1МэВ), при условии, что экспериментальное разрешение в той работе (1.3 МэВ) было по каким-либо причинам переоценено. Тем не менее, маленькая ширина резонанса, наблюдаемого в этом эксперименте, вызывала ряд вопросов и по другим причинам. Теоретические расчёты, проведенные в рамках трёхчастичной 1 + п + п модели, дают нижнюю оценку ширины резонанса 1/2+ ~0.8МэВ для положения резонанса 1.5 МэВ относительно порога распада. Таким образом, малая ширина основного состояния 5Н должна свидетельствовать об очень специфической структуре этой системы. Узость пика, наблюдаемого в спектре недостающей массы, может иметь и другое объяснение. Полученный спектр соответствует регистрации тройных р-1-п совпадений. Как отмечалось выше, двухплечевая геометрия эксперимента приводит в значительному уменьшению эффективности регистрации тройных совпадений. Другими словами, регистрируемые события отвечают очень ограниченной области углов продуктов распада 5Н. Это приводит к возможности проявления интерференции наблюдаемого резонанса с другими структурами, например, с перекрывающимся дублетом широких состояний 5/2+-3/2+, предсказанным в теоретических расчетах. Маленькая статистика (связанная с регистрацией тройных совпадений) не позволила сделать более определённые выводы.

Рисунок 5. Схема эксперимента для исследования спектра в реакции 3Н(/,/>) при регистрации протонов в задней полусфере.

Поскольку основные проблемы наблюдения резонансных структур 5Н были связаны с конкурирующим процессом квазисвободного рассеяния в следующем опыте была выбрана геометрия, соответствующая регистрации протонов в области задних углов лабораторной системы координат. Вследствие симметрии во входном канале реакции эта область физически эквивалентна области передних углов регистрации протонов для процесса заселения резонансов 5Н в реакции двухнуклонной передачи, в то время как процесс квазисвободного рассеяния практически полностью подавлен в этой кинематической области. Геометрия опыта, представленная на рисунке 5, была оптимизирована для регистрации совпадений протонов из реакции 3Н(/,р)5Н с продуктами распада 5Н с большой эффективностью.

При анализе экспериментальных данных рассматривались события, соответствующие тройным р-1-п совпадениям, что позволяло восстановить полную кинематику процесса / + + / + 2п и представлять результаты в любых

переменных, наиболее наглядно отражающих специфику процесса. На рисунке 6 данные представлены в виде двумерного спектра в координатах недостающей массы 5Н и угла вылета трития (в,) в системе покоя 5Н относительно направления переданного импульса. В спектре обращает на себя внимание гладкое поведение по координате недостающей массы и резкие осцилляции по углу вылета трития.

Рисунок 6. Экспериментальные данные, соответствующие измерению тройных р-1-п совпадений и представленные в виде двумерного распределения в координатах полной энергии Е,н и

угла вылета трития {в,) в системе покоя 5Н относительно направления переданного импульса.

Основой модельного анализа явилось разложение волновой функции 5Н по гиперсферическим функциям. Пользуясь предположением о двуступенчатом механизме реакции (заселение резонанса в реакции передачи двух нейтронов с последующим распадом) спиновое состояние 5Н описывалось с помощью матрицы плотности, причем параметры матрицы рассматривались как свободные параметры при описании | экспериментальных данных. В рамках простой модели с минимальным

количеством свободных параметров удалось удовлетворительно описать весь набор экспериментальных данных. Качество описания угловых I распределении для различных диапазонов полной энергии Н приведено на

рисунке 7. Осциллирующий характер угловых распределений однозначно свидетельтвует о том, что основным процессом в реакции является заселение дублета широких перекрывающихся состояний (I* = 5/2+,3/2+) с \ центром тяжести в области 5-6 МэВ. В то-же время специфическое

I поведение угловых распределений при энергии ниже 2 МэВ

( свидетельствует о заметном вкладе заселения основного состояния без

учета которого невозможно удовлетворительно описать поведение экспериментальных данных при малых энергиях.

Рисунок 7. Угловое распределение тритонов в системе покоя 5Н для разных диапазонов полной энергии £,/;. Экспериментальные данные показаны ромбами, серой гистограммой показан модельный расчёт, поправленный на эффективность регистрации.

Совместный анализ результатов трёх экспериментов позволил установить, что основное состояний 5Н расположено при энергии 1.8 Мэв выше порога распада и имеет спин-чётность J" =1/2+, дублет широких практически вырожденных по энергии возбуждённых состояний (J* = 5/2+, 3/2+) имеет максимум при энергии ~5МэВ.

Четвёртая глава посвящена изучению спектра возбуждённых состояний Гелия-7 в реакциях однонуклонной передачи 'Н(*НеД)7Не и 2Н(бНе,р)7Не.

Эксперимент по изучению реакции нейтронного подхвата 'Н(8Не,б/)7Не проводился на вторичном пучке магнитного сепаратора RIPS (R1KEN, Япония). Схема эксперимента представлена на рисунке 8.

Drift chamber, Hodoscope\ s

IrP^i

RIKEN Beam

Telescope scinüllators

s Neutron walls Dipole magnet CH2,C MWPCs Рисунок 8. Схема эксперимента изучению реакции

В качестве мишени использовались плёнка из полиэтилена (СН2) и эквивалентная по толщине углеродная самоподдерживающаяся пластинка. Пучок 8Не, с энергией 50 МэВ/нуклон, фокусировался на мишень, расположенную в центре вакуумной камеры рассеяния. Энергия частиц пучка измерялась по времени пролета между парой сцинтилляторов, один из которых был расположен в промежуточном фокусе сепаратора, а другой - непосредственно перед камерой рассеяния. Для определения пространственных характеристик частиц пучка перед камерой рассеяния были установлены две многопроволочные камеры, каждая из которых имела две плоскости проволочек, ориентированных во взаимно ортогональных направлениях. Дейтроны из реакции регистрировались телескопом кремниевых детекторов (RIKEN телескоп), аналогичным использованному в эксперименте по исследованию 'Н(6Не,рр)5Н. Помимо регистрации дейтронов в эксперименте была предусмотрена регистрация частиц из распада резонансных состояний ядра 7Не. Нейтроны измерялись стенкой пластиковых сцинтилляторов, перекрывающей область передних углов. Заряженные частицы отклонялись магнитным полем дипольного магнита, расположенного позади камеры рассеяния и регистрировались дрейфовой камерой и годоскопом пластиковых сцинтилляторов, расположенным позади дрейфовой камеры. На рисунке 9(a) представлен спектр недостающей массы из реакции 'H(8He,üf)7He. Для измерения фона от процессов взаимодействия пучка с углеродом, содержащимся в полиэтиленовой мишени, было сделано отдельное измерение с углеродной мишенью со сравнимой статистикой. Результаты этого

измерения, приведённые к тому же интегралу тока пучка, показаны на рисунке серой гистограммой.

С1

3

о

> ф

а о и

Рисунок 9. Спектры недостающей массы из реакции 'Н(!НеД)7Не, представленные относительно порога развала 7Не-»6Не+я: (а) инклюзивный спектр, (Ь) спектр измеренный в совпадениях с двухзарядными (2=2) частицами, (с) совпадения дейтронов с 6Не и (с!) совпадения с 4Не.

На других панелях рисунка 9 приведён тот же спектр, но измеренный в совпадениях со всеми двухзарядными частицами (Ь), с 6Не (с) и 4Не (с1) соответственно. Интенсивный пик на панелях (а), (Ь) и (с) отвечает заселению основного состояния 7Не, а его ширина характеризует энергетическое разрешение эксперимента. Этот пик отсутствует в спектре совпадений с 4Не (панель с1), поскольку основное состояние лежит ниже порога развала с образованием а-частицы. Однако в этом спектре наблюдается другой пик, который соответствует заселению возбуждённого состояния 7Не энергией 3.3 ± 0.3 МэВ выше порога 6Не+и распада. Ширина пика составляет Т = 2.2 ± 0.3 МэВ. Наиболее интересный экспериментальный результат заключается в том, что этот пик (его положение указано стрелками) можно увидеть и на панелях (а) и (Ь), однако он отсутствует (или трудно различим) в спектре совпадений с 6Не (панель с), несмотря на то, что канал распада открыт и энергетически более выгоден, чем

ПЗ-Ю-5 0 5 Ю152В:5Х}5Ю гЬо'.'е

5)0-5 0 5 1015:0:5 30 354 аЬоуе

6Не*—ИНе+Зл. Этот факт должен отражать специфическую природу этого состояния и находит объяснение в том, что структура этого состояния соответствует нейтрону в Р1/2 подоболочке, связанному с ядром 6Не в возбуждённом (J" = 2+) состоянии. Наиболее вероятное значение квантовых характеристик этого состояния J" = 5/2".

Теоретические расчёты в рамках оболочечной модели предсказывают существование состояния со спином 1/2" в качестве первого возбуждённого состояния ядра 7Не. Такое состояние должно соответствовать нейтрону в Р1/2 подоболочке и его положение непосредственно связано с величиной спин-орбитального расщепления. Основным каналом распада этого состояния должен быть нейтронный распад, приводящий к заселению основного состояния 6Не. Однако, в соответствующих спектрах из реакции 'Н(8Не,</)7Не (рис. 9 с) не видно никакого пика, кроме пика основного состояния. Это может быть следствием того, что заселение состояния 1/2" в реакции 'Н(!Не,£/)7Н соответствует двухступенчатому процессу: подхвату одного из нейтронов из Р3/2 подоболочки и переводу другого нейтрона из Р3/2 в Р1/2 подоболочку. Это должно приводить к заметному подавлению вероятности образования состояния 1/2" в данной реакции. Этот резонанс может заселяться с большим сечением, сравнимым с сечением образования основного состояния ядра7Не, в реакции 2Н(6Не,/>)7Не, поскольку оба процесса соответствуют одноступенчатому механизму прямой передачи нейтрона. Эксперимент, посвященный исследованию 2Н(6Не,р)7Не реакции, в первую очередь был направлен на поиски 1/2" резонанса в ядре 7Не.

Эксперимент проводился на циклотроне У400М Лаборатории ядерных реакция ОИЯИ. Первичный пучок ионов UB с энергией 42 МэВ/нуклон фокусировался на производящую бериллиевую мишень. Магнитный сепаратор АКУЛИНА использовался для получения вторичного пучка ионов 6Не с энергией 37 МэВ/нуклон. Схема эксперимента в целом была аналогична измерениям 2Н(8Не,/»)9Не (рисунок 11). Протоны, вылетающие из мишени в заднюю полусферу, регистрировались кольцевым детектором, сегментированным на 8 секторов с одной стороны и 16 колец с другой. Основным фоном в спектре

протонов являлись частицы (в основном, протоны) из взаимодействия пучка с материалом мишенных окон. Этот фон практически полностью подавлялся в спектре совпадений протонов с продуктами распада остаточного ядра, которые измерялись телескопом детекторов (кремниевый детектор + ВйО кристалл), расположенным на оси пучка позади мишени.

¿V МеУ

Рисунок 10. Спектр недостающей массы 7Не, из реакции 2Н(бНе,/?)7Не. Серой гистограммой показан фон, измеренный с откачанной мишенью и приведённый к той же величине интеграла тока пучка 6Не.

На рисунке 10 приведён спектр недостающей массы 7Не, измеренный при условии совпадения протонов с ядрами бНе из распада 7Не. В спектре доминирует пик, соответствующий заселению основного состояния 7Не, и вплоть до энергии возбуждения ~ 8 МэВ не наблюдается какого-либо узкого пика со сравнимой интенсивностью. В этом спектре обращает на себя внимание превышение счета в области 2-6 МэВ над фоном, измеренным с пустой мишенью. Это превышение в принципе может быть связано с проявлением резонанса = 1/2", однако в этом случае ширина этого состояния составляет несколько МэВ. Полученные экспериментальные данные не позволяют сделать более определённого вывода о природе этого превышения и эксперименты с большей статистикой и более детальным корреляционным анализом необходимы для того, чтобы сделать окончательный вывод.

В пятой главе описаны два различных подхода, реализованные при изучении спектра Гелия-9. В реакции Н( Не,/?) Не помимо наблюдения спектра

недостающей массы, соответствующей заселению спектра 9Не, проводилось измерение угловых распределения распада в широком угловом диапазоне в системе центра массы 9Не. В резонансном /;+8Не рассеянии заселялись уровни ядра 9и с изотопическим спином Т=5/2, являющиеся изобарическими аналогами нижних состояний в ядре 9Не.

К началу настоящей работы изучению ядра 9Не было посвящено сравнительно немного экспериментальных работ, несмотря на то, что со времени первого наблюдения этой экзотической системы в реакции пионной перезарядки 9Ве(я~,я+)9Не прошло около 20 лет. С одной стороны это связано с существенным возрастанием экспериментальных трудностей по мере удаления объекта исследования от линии стабильности. С другой стороны уже в первой работе в спектре недостающей массы наблюдался ряд сравнительно узких пиков, которые интерпретировались, как проявление резонансов в ядре 9Не. Пик при энергии 1.13 МэВ над порогом распада 8Не-« приписывался основному состоянию ядра 9Не. Кроме этого наблюдались пики при энергиях на 1.2, 3.8 и 7.0 МэВ выше энергии основного состояния. Узкие резонансы над 8Не-и порогом наблюдались также в реакциях двойной перезарядки 9Ве(13С,130)9Не и 9Ве(14С,140)9Не. Несмотря на некоторые отличия в наблюдаемых спектрах из различных реакций и небольшую статистику всех экспериментов, в целом результаты этих работ согласуются между собой и общую картину структуры низкоэнергетического спектра ядра 9Не было принято считать хорошо установленной. Новый импульс интереса к этому ядру возник в последние годы в рамках общей проблемы инверсии оболочек для нейтронно-избыточных ядер. Недавняя работа по измерению спектра относительных скоростей в выходном канале 9Ве(иВе, п 8Не)Х реакции была посвящена поиску низколежащего б-состояния. Анализ экспериментальных данных привел авторов работы к выводу о наличии виртуального уровня, характеризуемого б-волновой длиной рассеяния а$ < -10 ферми, что соответствует резонансной энергии уровня Ей <0.2 МэВ относительно порога 8Не-н.

Схема эксперимента, в котором спектр нижних состояний ядра 9Не заселялся в реакции однонуклонной передачи 2Н(8Не,р)9Не, представлена на рисунке 11. Эксперимент проводился на пучке циклотрона У400М Лаборатории

Ядерных реакций. Первичный пучок ИВ с энергией 34 МэВ/нуклон фокусировался на производящей мишени из бериллия толщиной 370 мг/см2. Магнитный сепаратор АКУЛИНА использовался для получения вторичного пучка 8Не с энергией 25 МэВ/нуклон и интенсивностью 2-104 с"1.

2Н(8Не,/>)9Не

Н target

Veto detector

proton detector

Si-Csl telescope

10 cm

Рисунок 11. Схема эксперимента и кинематическая диаграмма для реакции 2Н(8Не,р)9Не.

Вторичный пучок фокусировался на криогенную мишень, наполненную дейтерием при давлении 1040 мПа и расположенную в центре вакуумной камеры рассеяния. Мишень охлаждалась до 25 К, что при геометрической толщине 4 мм соответствовало 2.5-Ю20 ядер дейтерия на квадратный сантиметр. Протоны, вылетающие в обратном (относительно пучка 8Не) направлении, регистрировались кольцевым кремниевым детектором толщиной 300 мкм, расположенным в 10 см от центра мишени. Ядра 8Не из распада 9Не регистрировались телескопом детекторов (Si-Csl), расположенным на оси пучка на расстоянии 50 см позади мишени. Для исключения событий, соответствующих попаданию пучковых ядер 8Не непосредственно в протонный телескоп (вследствие наличия хвоста в поперечном пространственном распределении пучка), перед протонным телескопом был установлен Veto детектор, который представлял из себя пластиковый сцинтиллятор с отверстием (диаметр 21 мм) на оси пучка, включенный на антисовпадения с главным триггером. На рисунке 12 представлены

экспериментальные данные для реакции 2Н(8Не,/?)9Не, соответствующие регистрации совпадений протона и ядра 8Не из распада 9Не.

1.0^

0 Е9не2(МеУ)4

100 80 §60 М40

2 4 6 Е9не (МеУ)

2'Ч Г-А.

í : 1—|_>—ь.

|100

50г

0 30 60 .90 120 150 б8не (ае^ееБ)

Рисунок 12. Экспериментальные данные из реакции Н( Не,^?) Не, соответствующие регистрации совпадений протона и ядра Не из распада 9Не.

На левой панели приведено двумерное распределение в координатах недостающей массы 9Не (Евне) и угла вылета ядра 8Не в системе покоя 9Не (б8Не). В спектре недостающей массы за начало отсчета принят порог распада 9Не —> 8Не+ п. Угол вылета б8Не отсчитывается от направления импульса 9Не в лабораторной системе координат. Справа на рисунке показаны соответствующие проекции двумерного спектра. Пунктирной линией на спектре недостающей массы показана расчетная эффективности регистрации. Сплошная и пунктирная линии на угловом распределении показывают эффективность регистрации для различных диапазонов спектра недостающей массы.

Наиболее интересной особенностью наблюдаемых данных является ярко выраженная асимметрия в угловом распределении 8Не. Если резонансное состояние 9Не заселяется в результате прямой передачи нейтрона в реакции 2Н(8Не,/>)9Не (что естественно предположить для классической реакции дейтонного срыва в области малых углов), то угловое распределение в системе центра масс должно быть симметричным относительно направления вперед-назад. В случае

узких неперекрывающихся резонансов эта симметрия должна сохранятся в наблюдаемом спектре даже в случае перекрытия пиков вследствие аппаратного разрешения. Единственной причиной возникновения асимметрии углового распределения может быть только интерференция широких перекрывающихся состояний с различной четностью. Проведенный анализ показал, что наблюдаемая экспериментальная картина может быть хорошо описана в рамках простой модели, включающей заселение (с последующим распадом) только трех низколежащих состояний с полными моментами I* =1/2+, 1/2" и 5/2\ Наиболее определенными являются параметры 1/2" резонанса, поскольку он практически полностью попадает в энергетический аксептанс эксперимента. Позиция 5/2+ резонанса является менее определенной, поскольку из-за энергетического порога регистрации протонов эффективность резко падает для высокоэнергетической стороны пика. Параметры последнего резонансы были надежно определены в эксперименте по изучению

9 8

спектра состояний ядра 1л с изоспином Т=5/2, заселяемых в резонансном р- Не рассеянии.

Для измерения был выбран метод толстой мишени и обратной кинематики, предложенный В.З. Гольдбергом. Идея метода состоит в использовании толстой мишени и различия ионизационных потерь частиц пучка и ядер отдачи, образованных в результате ядерного взаимодействия. Эксперимент проводился на вторичном пучке 8Не с энергией 51 и 59 МэВ с интенсивностью порядка 1000 частиц/с. Первичный пучок ПВ с энергией 32 МэВ/нуклон из циклотрона У400М Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ фокусировался на производящую бериллиевую мишень. Магнитный сепаратор АКУЛИНА использовался для получения и очистки вторичного пучка 8Не. С целью понижения энергии вторичного пучка в эксперименте использовалась толстая производящая мишень. Дополнительно энергия понижалась в бериллиевом деградере, расположенном в промежуточном (дисперсионном) фокусе сепаратора. Пучок 8Не фокусировался на входное окно камеры рассеяния, наполненной метаном. Для разделения объёма камеры рассеяния от вакуума в ионопроводе использовалась органическая плёнка толщиной 38 мкм. Давление метана в камере подбиралось таким, чтобы частицы пучка 8Не полностью останавливались в газе вследствие ионизационных потерь.

Метан, заполняющий камеру одновременно служил и рабочим газом ионизационной камеры. Три АЕ-Е телескопа кремниевых детекторов были установлены внутри камеры рассеяния (один на оси пучка и два по бокам) и предназначались для регистрации продуктов реакций, вызываемых взаимодействием пучка 8Не с газом, заполнявшим камеру.

Рисунок 13. Функция возбуждения упругого/>+8Не рассеяния.

На рисунке 13 представлена функция возбуждения упругого />+8Не рассеяния, восстановленная из спектра протонов, измеренных телескопом, который был расположен на оси пучка. Со стороны больших энергий спектр ограничен энергией пучка 8Не, нижний край спектра определяется нижним порогом регистрации протонов, который зависит от потерь энергии протов в газе и АЕ детекторе.

Теоретическое описание экспериментальных данных (кривые на рисунке 13) проводилось в рамках Л-матричной теории. Для изобар-аналоговых состояний ядра 9Не со спинами и четностями .Г =1/2" и 5/2+ были получены значения резонансных энергий 2.0 и 4.2 МэВ соответственно, которые полностью согласуются с результатами, полученными в измерениях реакции 2Н(8Не,р)9Не.

Совместный анализ данных обоих экспериментов позволил установить структуру спектра низколежащих. состояний ядра 9Не, в значительной степени отличную от структуры, считавшейся общепризнанной до настоящей работы.

В заключении подводятся итоги, обсуждаются перспективы развитого экспериментального подхода для решения широкого круга задач в области исследования лёгких экзотических ядер и формулируются основные результаты диссертационной работы:

1. В настоящей работе был разработан метод экспериментального изучения резонансов, основанный на корреляционном анализе продуктов распада. Впервые этот метод в полном объёме был применён в экспериментах на радиоактивных пучках для изучения легких нейтронно-избыточных систем (тяжёлых изотопов водорода и гелия), лежащих за границей нуклонной стабильности.

2. Впервые был проведен комплексный анализ основных процессов в реакциях 2Н(/,р)4Н и 3Н(/,с/)4Н. В результате были определены параметры основного состояния 4Н: Iх = 2", Егез=3.05±0.19 МэВ и у2 = 3.03± 0.65 МэВ; получены экспериментальные значения положения и ширины полюса Б-матрицы, соответствующие основному состоянию 4Н: Ео = 1.99 МэВ и Г0=2.85 МэВ.

3. При экспериментальном изучение реакций протонного подхвата 'Н(бНе,да)5Н и передачи двух нейтронов 3Н((,р)5Н определена структура спектра низколежащих состояний 5Н.

• Корреляционный анализ экспериментальных данных в рамках трёхчастичной /+л+имодели, основанный на разложении волновой функции 5Н в ряд по гиперсферическим гармоникам, позволил однозначно определить спины и чётности резонансных состояний. В результате совместного анализа результатов трёх экспериментов установлено, что основное состояний 5Н расположено при энергии 1.8 Мэв выше порога распада и имеет спин-чётность =1/2+, дублет

широких практически вырожденных по энергии возбуждённых состояний (1" = 5/2+, 3/2+) имеет максимум при энергии ~5 МэВ.

4. Спектр состояний ядра 7Не изучался в реакциях 'Н(8Не,с/)7Не и 2Н(6Не,/;)7Не, Помимо основного состояния ядра 7Не в первой реакции наблюдался пик, соответствующий заселению возбуждённого состояния ядра 7Не с энергией 3.3 ± 0.3 МэВ над порогом 6Не+л распада. Факт преобладания распада этого состояния по каналу 4Не+3п, совместно с результатами анализа измеренной ширины резонанса (Г = 2.2 ± 0.3 МэВ) и сравнением с теоретическими расчётами, позволили определить наиболее вероятное значение спина этого состояния = 5/2").

5. Совместный анализ данных эксперимента по изучению спектра ядра 9Не в реакции 2Н(8Не,/;)9Не и резонансного/?+8Не рассеяния, приводящего к заселению уровней в ядре 91_л с изотопическим спином Т=5/2, позволил установить структуру спектра низколежащих состояний ядра 9Не, в значительной степени отличную от структуры, считавшейся общепризнанной до настоящей работы:

• доказано существование виртуального 1/2+ состояния в ядре 9Не, для которого был установлен предел длины рассеяния (а > -20 фм),

• однозначно определены значения квантовых характеристик для нижних возбуждённых состояний ядра 9Не (Г = 1/2' для состояния с энергией 2.0 МэВ, и = 5/2+ для состояния с энергией 4.2 МэВ выше порога развала),

. экспериментальные данные прекрасно описываются в рамках сравнительно простой модели, основанной лишь на общих теоретических предположениях о механизме реакции и структуре нижних состояний ядра 9Не, что свидетельствует в пользу идеи о том, что ядро 8Не (имеющее замкнутую р3,2 подоболочку) является «хорошим» кором для ядра 9Не.

Результаты, включенные в диссертацию, опубликованы в следующих работах:

1. A.A.Korsheninnikov, M.S.Golovkov, A.Ozawa, E.A.Kuzmin, E.Yu.Nikolsky, K.Yoshida, B.G.Novatsky, A.A.Ogloblin, I.Tanihata, Z.Fulop, K.Kusaka, K.Morimoto, H.Otsu, H.Petrascu, F.Tokanai

Observation of an Excited State in 7He with Unusual Structure Phys.Rev.Lett. 82 (1999) 3581-3584.

2. A.A.Korsheninnikov, M.S.Golovkov, A.Ozawa, E.A.Kuzmin, E.Yu.Nikolsky, K.Yoshida, B.G.Novatsky, A.A.Ogloblin, I.Tanihata, Z.Fulop, K.Kusaka, K.Morimoto, H.Otsu, H.Petrascu, F.Tokanai

Excited State of7He and Its Unique Structure Phys.Scr. T88 (2000) 199-202.

3. A.A.Korsheninnikov, M.S.Golovkov, I.Tanihata, A.M.Rodin, A.S.Fomichev, S.I.Sidorchuk, S.V.Stepantsov, M.L.Chelnokov, V.A.Gorshkov, D.D.Bogdanov, R.Wolski, G.M.Ter-Akopian, Yu.Ts.Oganessian, W.Mittig, P.Roussel-Chomaz, H.Savajols, E.A.Kuzmin, E.Yu.Nikolsky, A.A.Ogloblin

Superheavy Hydrogen 5H Phys.Rev.Lett. 87 (2001) 092501(4).

4. M.S.Golovkov, A.A.Korsheninnikov, I.Tanihata, D.D.Bogdanov, M.L.Chelnokov, A.S.Fomichev, V.A.Gorshkov, Yu.Ts.Oganessian, A.M.Rodin, S.I.Sidorchuk, S.V.Stepantsov, G.M.Ter-Akopian, R.Wolski, W.Mittig, P.Roussel-Chomaz, H.Savajols, E.A.Kuzmin, E.Yu.Nikolsky, B.G.Novatsky, A.A.Ogloblin

Spectroscopy of7He and Superheavy Hydrogen Isotope 5H Ядерная Физика 64 (2001) 1319-1323; Phys.Atomic Nuclei 64 (2001) 12441248.

5. A.A.Korsheninnikov, M.S.Golovkov, A.Ozawa, K.Yoshida, I.Tanihata, Z.Fulop, K.Kusaka, K.Morimoto, H.Otsu, H.Petrascu, F.Tokanai, D.D.Bogdanov, M.L.Chelnokov, A.S.Fomichev, V.A.Gorshkov, Yu.Ts.Oganessian, A.M.Rodin, S.I.Sidorchuk, S.V.Stepantsov, G.M.Ter-Akopian, R.Wolski, W.Mittig,

P.Roussel-Chomaz, H.Savajols, E.A.Kuzmin, E.Yu.Nikolsky, B.G.Novatsky,

A.A.Ogloblin

Superheavy Hydrogen 5H and Spectroscopy of7H

Ядерная Физика 65 (2002) 696-700; Phys.Atomic Nuclei 65 (2002) 664-668.

6. Ю.Ц. Оганесян, Г.М. Тер-Акопьян, Д.Д. Богданов, М.С. Головков,

B.А.Горшков, A.M. Родин, СИ. Сидорчук, Р.С. Слепнев, С В. Степанцов, АС. Фомичев, М Л. Челноков, М.Г. Иткис, ЕМ. Козулин, А.А. Богачев,

H.А. Кондратьев, ИВ. Корзюков, Р. Вольский, А.А. Юхимчук,

B.В.Перевозчиков, Ю.И. Виноградов, С.К. Гришнчкин, A.M. Демин,

C.В.Златоустовский, А.В. Кирьякин, СВ. Фильчагин, Р.И. Илькаев, Ф.Ханап, Т. Матерна, Л. Штутге, А. Нинан, А.А. Коршенинников, Е.Ю.Никольский, И. Танихата, П. Руссел-Шома, В. Миттиг, Т. Аламанос, В.Лапу, Е.С. Поллако, Л. Наплас

Изучение структуры ультра нейтрон)ю-избыточных ядер водорода и гелия с использованием реакций радиоактивных пучков на тритневой мишени Изв. АН СССР, сер.физ. 66 (2002) 619-624.

7. M.S. Golovkov, Yu.Ts. Oganessian, G.M. Ter-Akopian, D.D. Bogdanov, A.S.Fomichev, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, R.Wolski, V.A. Gorshkov, M.L. Chelnokov, EM. Kozulin, A.A. Bogatchev, N.A.Kondratiev, I.V. Korzyukov, A.A. Yukhimchuk, V.V. Perevozchikov, Yu.I.Vinogradov, S.K. Grishechkin, A.M. Demin, S.V. Zlatoustovskiy, A.V.Kuryakin, S.V. Fil'chagin, R.I. Il'kaev, F. Hanappe, T. Materna, L. Stuttge, A.H. Ninane, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, 1. Tanihata, P. Roussel-Chomaz, W. Mittig, N. Alamanos, V. Lapoux, E C. Polacco, L. Nalpas Super-Heavy Hydrogen Isotopes Studied with 58 MeV Triton Beam

In Proc. Int. Simposium on Exotic Nuclei EXON-2001, lake Baikal, Russia, 24-28 July 2001,334-347.

8. G.M. Ter-Akopian, D.D. Bogdanov, A.S. Fomichev, M.S. Golovkov, Yu.Ts.Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, R.Wolski, V.A. Gorshkov, M.L. Chelnokov, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolski,

I. Tanihata, F. Hanappe, T. Materna, L. Stuttge, A.H. Ninane

Resonance States of Hydrogen Nuclei 4H and 5H Obtained in Transfer Reactions with Exotic Beams

Ядерная Физика 66 (2003) 1587-1594; Phys. Atomic Nuclei 66 (2003) 15441551.

9. S.I. Sidorchuk, D.D. Bogdanov, A.S. Fomichev, M.S. Golovkov, Yu.Ts.Oganessian, A.M. Rodin, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, V.A. Gorshkov, M.L. Chelnokov, M.G. Itkis, E.M. Kozulin, A.A. Bogatchev, N.A. Kondratiev, I.V. Korzyukov, A.A. Korsheninnikov, E.Yu.Nikolskii, I. Tanihata

Resonance States of Hydrogen Nuclei 4H and 5H Obtained in Transfer Reactions

with Exotic Beams

Nucl. Phys. A719 (2003) 229c-232c.

10. G.V.Rogachev, V.Z.Goldberg, J.J.Kolata, G.Chubarian, D.Aleksandrov, A.Fomichev, M.S.Golovkov, Yu.Ts.Oganessian, A.Rodin, B.Skorodumov, R.S.Slepnev, G.Ter-Akopian, W.H.Trzaska, R.Wolski

T-5/2 states in 9Li: Isobaric analog states of9He Phys.Rev. С 67 (2003) 041603R (5).

11. M.S. Golovkov, Yu.Ts. Oganessian, D.D. Bogdanov, A.S. Fomichev, A.M.Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, V.A. Gorshkov, M.L. Chelnokov, M.G. Itkis, E.M. Kozulin, A.A. Bogatchev, N.A. Kondratiev, I.V. Korzyukov, A.A. Yukhimchuk, V.V. Perevozchikov, Yu. I. Vinogradov, S.K. Grishechkin, A.M. Demin, S.V. Zlatoustovskiy, A.V.Kuryakin,, S.V. FiPchagin, R.I. Il'kaev, F. Hanappe, T. Materna, L. Stuttge, A.H. Ninane, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, I. Tanihata, P. Roussel-Chomaz, W. Mittig, N. Alamanos, V. Lapoux, E.C. Polacco, L. Nalpas Evidence for Resonance States in 5H

Phys. Lett. B566 (2003) 70-75.

12. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, Yu.Ts. Oganessian, Yu. I.Orlov, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski

Estimates of the 7H width and lower decay energy limit

Phys. Lett. B588 (2004) 163-171.

13. S.I. Sidorchuk, D.D. Bogdanov, AS. Fomichev, M.S. Golovkov, Yu.Ts.Oganessian, A.M. Rodin, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, A.A. Yuhimchuk, V.V.Perevozchikov, Yu.I. Vinogradov, F. Hanappe, T. Materna, L. Stuttge, A.H.Ninane, P. Roussel Chomaz, W. Mittig

Experimental Study of4H in Reactions 2H(t,p) and3H(t,d) Phys. Lett. B594 (2004) 54-60.

14. S.I. Sidorchuk, M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, Yu.Ts.Oganessian, A.M. Rodin, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, A.A. Yuhimchuk, V.V.Perevozchikov, Yu.I. Vinogradov

Experimental Study of the hydrogen isotopes beyond the drip-line 45H

In Proc. Int. Simposium on Exotic Nuclei EXON-2004, Peterhof, Russia, 5-12 July

2004,45-51.

15. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, AS. Fomichev, S.A. Krupko, Yu.Ts.Oganessian, A.M.Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, M.G. Itkis,A.A. Bogatchev, N.A. Kondratiev, E.M.Kozulin, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, P. Roussel-Chomaz, W.Mittig, R. Palit, V Bouchat, V. Kinnard, T. Materna, F. Hanappe, O. Dorvaux, L. Stuttge, C. Angulo, V. Lapoux, R. Raabe, L. Nalpas, A.A. Yukhimchuk, V.V.Perevozchikov, Yu.I. Vinogradov, S.K. Grishechkin, S.V. Zlatoustovsky Observation of excited States in SH

Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 262501 (4).

16. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, S.A. Krupko, Yu.Ts.Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, M.G. Itkis, A.S. Denikin, A.A. Bogatchev, N.A.Kondratiev, E.M. Kozulin, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, P.Roussel-Chomaz, W. Mittig, R. Palit, V Bouchat, V. Kinnard, T. Materna, F. Hanappe, O.Dorvaux, L. Stuttge, C. Angulo, V. Lapoux, R. Raabe, L. Nalpas,

A.A.Yukhimchuk, V.V. Perevozchikov, Yu.I. Vinogradov, S.K. Grishechkin, S.V.Zlatoustovsky

Correlation studies of the SH spectrum Phys. Rev. С 72 (2005) 064612 (17).

17. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, A.V. Gorshkov, V.A.Gorshrov, S.A. Krupko, Yu.Ts. Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V.Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, P. Roussel-Chomaz, W. Mittig

First results of a 8He+d experiment

In Proc. Int. Simposium on Exotic Nuclei EXON-2006, Khanty-Mansiysk, Russia, 17-22 July 2006, 32-42.

18. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, A.V. Gorshkov, V.A.Gorshrov, S.A. Krupko, Yu.Ts. Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V.Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, A.A. Korsheninnikov, E.Yu.Nikolskii, V.A. Kuzmin, B.G. Novatsrii, D.N. Stepanov, S. Fortier, P.Roussel-Chomaz, W. Mittig

Properties of low-lying 9He state Eur. Phys. J. 150 (2007) 23-26.

19. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, A.V. Gorshkov, V.A.Gorshrov, S.A. Krupko, Yu.Ts. Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V.Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, A.A. Korsheninnikov, E.Yu.Nikolskii, V.A. Kuzmin, B.G. Novatsrii, D.N. Stepanov, P. Roussel-Chomaz, W. Mittig

New insight into the low-energy 9He spectrum Phys. Rev. С 76 (2007) 021605(R) (5).

Получено 10 февраля 2009 г.

Отпечатано методом прямого репродуцирования с оригинала, предоставленного автором.

Подписано в печать 12.02.2009. Формат 60 х 90/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,18. Уч.-изд. л. 2,04. Тираж 100 экз. Заказ № 56500.

Издательский отдел Объединенного института ядерных исследований 141980, г. Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри, 6. E-mail: publish@jinr.ru www .j inr.ru/publ ish/

ВВЕДЕНИЕ

Оглавление

Глава 1 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

1.1 Сепаратор Акулина

1.2 Измерение параметров пучка

1.3 Мишенное устройство

1.4 Детекторы заряженных частиц

1.5 Регистрация нейтронов

1.6 Организация эксперимента

1.7 Система сбора и предварительной обработки данных.

Глава 2. ВОДОРОД

2.1 Схема эксперимента

2.2 Анализ экспериментальных результатов

2.2.1 Взаимодействие в конечном состоянии

2.2.2 Квазисвободное рассеяние

2.2.3 Резонанс 4Н

2.3 Обсуждение результатов и выводы

Глава 3. ВОДОРОД

3.1 Реакция подхвата протона Н( Не,/?/?) Н

3.1.1 Постановка эксперимента

3.1.2 Результаты эксперимента

3.1.3 Обсуждение и выводы

3.2 Реакция передачи двух нейтронов JH(t,pyH

3.2.1 Специфика реакции

3.2.2 Эксперимент в области передних углов

3.2.3 Эксперимент в области задних углов

3.3 Общий анализ полученных результатов и сравнение с результатами других экспериментов

Глава 4. ГЕЛИЙ

4.1 Реакция нейтронного подхвата Н( Не,йГ) Не

4.2 Реакция нейтронного срыва 2Н(6Не,/?)7Не

4.3 Результаты и обсуждение

Глава 5 ГЕЛИЙ

5.1 Реакция однонуклонной передачи Н( Не,р) Не

5.1.1 Постановка эксперимента

5.1.2 Качественный анализ экспериментальных результатов

5.1.3 Описание экспериментальных данных в рамках двухчастичной модели

5.1.4 Результаты и обсуждение

5.2 Резонансное рассеяние Не +р

5.2.1 Метод толстой мишени и обратной кинематики

5.2.2 Измерение функции возбуждения Не-р упругого рассеяния

5.2.3 Результаты и обсуждение

В определённом смысле общую ситуацию в физике атомного ядра в настоящее время в целом можно охарактеризовать как период экстенсивного развития. Под этим прежде всего подразумевается то, что практически все основополагающие идеи, представления, базовые модели и подходы были сформулированы полвека назад или даже ранее. Действительно, оболочечная модель, модели коллективного движения и их связь с одночастичными модами движения, статистические модели, начиная с Ферми-газа, роль принципа Паули, а также модели взаимодействия (оптическая модель, искаженные волны и связанные каналы), не говоря уже о гипотезе Бора об образовании составного ядра - обо всём этом уже написаны десятки монографий, и тем не менее, всё это является предметом, языком, инструментом современных исследований.

Разумеется, все это время ядерная физика не стояла на месте. Более того, прогресс в этой области трудно охарактеризовать иначе как гигантский скачок. И здесь можно выделить два основных аспекта. Прежде всего - это развитие экспериментальной базы: создание ускорителей и совершенствование детектирующих систем. Двадцать лет назад невозможно было даже представить себе те эксперименты, которые сейчас вошли в повседневную практику. И здесь нельзя не отметить лидирующую роль физики высоких энергий, области весьма престижной в конце прошлого века в отличие от традиционной ядерной физики. И, если внимательно посмотреть на эксперименты в области традиционной физики атомного ядра, нетрудно заметить, что большая часть экспериментальных методик, от электроники и до пакетов программ для обработки экспериментальных данных, была разработана, прежде всего, для физики высоких энергий и элементарных частиц, этого полигона для всемирного соревнования. Другим аспектом является безусловный прогресс в развитии теоретических представлений о структуре ядра и ядерном взаимодействии. Во многом успехи в этом направлении были связаны с развитием вычислительной техники. Ограничиваясь аналитическим решением уравнения Шредингера для системы, состоящей из двух частиц, трудно ожидать прорыва в такой принципиально многочастичной задаче, как теория атомного ядра, а решение задачи даже трёх тел уже представляет серьёзные трудности. Появление, стремительное развитие и совершенствование компьютеров открыло безграничные горизонты для численного решения широкого круга задач. Развитие вычислительных методов приводит к появлению множества подходов и моделей, которые, зачастую стартуя с основополагающих принципов (т.е. нуклон-нуклонного взаимодействия для ядерной физики), претендуют на описание широкого круга явлений.

Таким образом, во второй половине прошлого века был накоплен громадный запас фактического материала, касающегося структуры ядра и ядерного взаимодействия, были предприняты титанические усилия по его теоретическому осмыслению в рамках самых рафинированных моделей. Тем не менее качественного скачка по сравнению с фундаментом, заложенным ещё отцами-основателями, стоявшими у истоков физики атомного ядра пока не произошло. В связи с этим наиболее перспективные направления развития современной ядерной физики (и, в первую очередь, экспериментальной) должны быть связаны с поиском принципиально новых явлений, которые могли бы дать новый импульс в развитии теории атомного ядра. Безусловно, одно из таких направлений связано с экспериментами на радиоактивных пучках. Одним из основных достоинств таких экспериментов является то, что они практически удвоили число доступных объектов исследования, добавив к полутора тысячам известных изотопов примерно столько же новых , причём, обладающих совершенно специфическими свойствами.

Значительную часть радиоактивных ядер составляют ядра, находящиеся вблизи границы нуклонной стабильности. Посмотрим на хорошо известную карту изотопов, представленную на рисунке В.1. Узкая дорожка долгоживущих изотопов (чёрные квадратаы) окружена изотопами, нестабильными относительно Р-распада (темно- и светло-серые квадраты). По мере удаления от этой дорожки энергия связи ядер, как правило, уменьшается. Линия, за которой ядро становится нестабильным относительно нуклонного распада, определяется как граница нуклонной стабильности (drip line). Со стороны нейтронно-избыточных изотопов она определена экспериментально лишь для легчайших ядер (до изотопов кислорода). С протонной стороны кулоновские силы не дают возможности уйти этой границе слишком далеко от линии стабильности- и ситуация с экспериментальным определением этой границы более благоприятна.

S. Gales. EXON 2001, p.547 Lake Baikal, Russia

300 Stables

B=0

B,~4 MeV - V

B=0 Bp= 4 MeV

Terra incognita

2 e

Рисунок В. 1 Карта изотопов с указанием расчетных границ стабильности относительно различных видов распада.

По мере удаления от дорожки стабильности меняется не только энергия связи, существенное изменение претерпевают и многие другие свойства ядер. Как известно, обычные ядра имеют энергию связи около 8 МэВ на нуклон, и нуклонная плотность примерно постоянна внутри хорошо определенной поверхности, что даёт возможность говорить о размере ядер. Обычно вводят понятие среднеквадратичного радиуса. Радиусы нейтронного и протонного распределений очень близки, причем это правило справедливо вплоть до самых тяжелых ядер, где число нейтронов до полутора раз превышает число протонов. Т.е. в нормальных ядрах нейтроны и протоны как бы равномерно перемешаны внутри одного объёма. Совершенно иная картина наблюдается для пограничных ядер. Уже первые эксперименты на радиоактивных пучках [Тап85] приводят к открытию нового явления - ядерного гало. Резонанс этого открытия ярко иллюстрирует рисунок В,2, на котором приведена статистика первичных публикаций, посвященных исследованию изотопа nLi, открытого ещё в 1966 году. В экспериментах по фрагментации именно этого ядра в 1985 году было обнаружено аномально большое сечение взаимодействия, что привело к гипотезе о 5 существования ядерного гало [Нап87], принципиально нового явления, интерес к которому подчёркивает скачок количества публикаций

1970

1980

1990

2000

Рисунок В.2 Статистика первичных публикаций, посвящённых изучению ядра nLi.

Ядерное гало - это квантовомеханическое явление, обязанное малой энергии отделения нуклона и короткодействию ядерных сил. Нуклон или несколько нуклонов, формирующие гало, проникают в классически запрещённую область. Есть несколько общих условий для развития этого эффекта:

• энергия связи «валентных нуклонов» значительно меньше энергиии связи «нуклонов кора»,

• валентные нуклоны должны занимать орбиту с маленьким орбитальным моментом,

• их не должно быть слишком много ( как правило, не более двух-четырёх),

• наличие кулоновского барьера для «валентных» протонов ограничивает возможность существования протонного гало для больших Z.

Несколько слов о терминологии: в настоящее время нет общепринятого определения гало, и с этим термином обращаются зачастую очень вольно. P.G Hansen, A.S.Jensen и B.Jonson [Нап95] предложили количественное определение в терминах вероятности, а именно: в гало-ядрах валентные нуклоны должны проводить не менее 50% времени вне области ядерного взаимодействия, что приблизительно совпадает с условием: среднеквадратичный радиус распределения плотности валентных нуклонов должен быть вдвое больше среднеквадратичного радиуса распределения нуклонов кора. Легко видеть, что этому условию вполне соответствует такая элементарная система, как дейтрон, однако никак не такое экзотическое ядро, как 8Не. Кроме того, речь здесь идет о критерии, определяемом из теоретических расчетов, но никак не измеряемом экспериментально, что также не является вполне удовлетворительным. Исао Танихата предложил термин «skin» [Тап92] для классификации экзотических ядер. Согласно его определению такие ядра характеризуются различными г среднеквадратичными радиусами распределений плотности для протонов и нейтронов, однако асимптотическое поведение при увеличении радиуса совпадает для обоих распределений. В отличие от гало, neutron skin может содержать значительный избыток нейтронов, в то время как число валентных нейтронов в гало-ядрах не может превышать двух из-за эффективного многочастичного барьера, препятствующего слишком протяженному пространственному распределению. Эффект neutron skin, как ожидается, будет наиболее общим для более тяжелых нейтронно-избыточных ядер, и хотя здесь разница в распределениях нейтронной и протонной плотностей не столь драматична, как в случае гало ядер, она может приводить к значительным изменениям в свойствах ядер. Можно ожидать (и это отчасти уже подтверждается современными экспериментами), что оболочечная структура и магические числа, характерные для ядер в области линии стабильности, претерпят существенные изменения по мере удаления от этой линии.

Ядра вблизи границы стабильности обладают некоторыми общими свойствами, отличными от свойств обычных ядер.

• Прежде всего, это аномально большое сечение взаимодействия. Измерение сечения взаимодействия 6'8Не и nLi с различными ядрами в 1985 привело к гипотезе существования протяженного распределения валентных нейтронов. Это сечение было использовано для оценки размеров ядер на основе оптического предела теории Глаубера. Из рисунка В.З видно драматическое изменение среднеквадратичного радиуса uLi по сравнению с другими изотопами лития.

Позднее эта картина была подтверждена измерением электрических и магнитных моментов 9'nLi, которые показали, что протонные распределения в этих изотопах подобны, и вся разница в свойствах определяется нейтронными распределениями.

3.5 з.о

В g Вб

2.5

2.0

1 1 ,1

1 1 — t— : а. о. м 1 А / 1

1 1 1 * 0= Li Ж= Ш с —

1

5 10 А

Рисунок В.З Среднеквадратичные радиусы ядер, вычисленные из данных по полным сечениям взаимодействия при высоких энергиях [Тап85а].

• Для пограничных ядер характерно разделение нуклонов, образующих ядро, на кор и гало, которое, в частности, проявляется в соотношениях, связывающих полное сечение взаимодействия с сечением обдирания гало [Oga92], cr-haio(A) = cji(A) - ai(A-halo) Например, для 6Не хорошо выполняется соотношение: a.2n(6He) = ai(6He)-ai(4He) о

Однако измерения показали, что для Не справедливо следующее равенство:

СТ-4П(8Не) + (72п(8Не) = сп(8Не) - сп(4Не), что также говорит о том, что ядро бНе не является хорошим кором для 8Не и структура последнего определяется как a + 4п. Эти соотношения первоначально были выведены для высоких энергий, где хорошо работает приближение внезапных столкновений, но оказалось, что они выполняются и при более низких энергиях вплоть до 20-60 AMeV [War96],

• Импульсные распределения продуктов реакции фрагментации.

Поскольку нуклоны из кора и гало имеют различные пространственные распределения и слабо связаны, то можно предположить, что при взаимодействии с мишенью ядра, обладающие гало, легко разваливаются, и продукты такой фрагментации слабо взаимодействуют друг с другом после развала. Это означает, что измеренные импульсы фрагментов должны быть близки к тем, которые они имели в исходном ядре до столкновения. Тогда вследствие принципа неопределённости Гейзенберга

Ах Ар и h протяжённому пространственному распределению должно соответствовать узкое импульсное распределение. Можно дать и количественное описание в случае однонуклонного гало. Волновую функцию относительного движения валентного нуклона и кора можно аппроксимировать функцией Юкавы л 1 exp(-kr) •ч/2тг k г где к = —■\12,иЪп, величина, обратная распадной длине, выражена через И приведённую массу (л и энергию отделения валентного нуклона Sn. Эта волновая функция соответствует приближению нулевого радиуса и правильно описывает форму распределения на больших расстояниях. Применив преобразование Фурье, легко получить импульсное распределение относительного движения кора и валентного нуклона Проинтегрировав его по двум декартовым координатам, окончательно получаем одномерное импульсное распределение = Lo • л- к2х + (Ак)"

Это распределение Лоренца, и его полная ширина на половине высоты равна 2hk. Энергия отделения нейтрона ядра пВе (типичного представителя ядер с одно-нейтронным гало) равна 0.5 МэВ, что соответствует 58 МэВ/с для ширины импульсного распределения. Эта величина прекрасно совпадает с экспериментальным значением. Для сравнения, взяв энергию отделения 8 МэВ, величину, характерную для нормальных ядер, получаем ширину импульсного распределения 230 МэВ/с.

Узкие импульсные распределения при фрагментации ядер с двухнейтронным гало также наблюдались в экспериментах, например, при фрагментации nLi на углеродной мишени при энергии 790 МэВ/нуклон [КоЬ88], однако, здесь уже нет такого простого соотношения между шириной импульсного распределения и энергией связи. Большую роль играет механизм реакции и эффекты перерассеяния и взаимодействия в конечном состоянии.

• Для нейтронно-избыточных- ядер наблюдается большое сечение кулоновской диссоциации в реакциях при взаимодействии с тяжёлыми мишенями. [КоЬ89]. Кулоновский развал индуцируется в основном Е1 компонентой Кулоновского поля мишени, соответствующий оператор линеен по координате, и сила Е1-перехода возрастает при увеличении размера объекта. Мягкая мода гигантского дипольного резонанса Вследствие слабой связи нуклонов кора с валентными появляется возможность низкоэнергетических колебаний кора относительно гало. Первым на возможность существования этого эффекта указал Икеда [Ike92] сразу после открытия нейтронного гало в uLi. Существует множество экспериментальных свидетельств наблюдения этой экзотической моды возбуждения, например, увеличение сечения электромагнитной диссоциации при взаимодействии нейтронноизбытычных ядер с тяжелыми мишенями [КоЬ89] или наблюдение низколежащего резонанса в uLi при исследовании упругого и неупругого рассеяния на водороде [Ког97].

Предыдущие характеристики относились к свойствам, проявляющимся при взаимодействии и в реакциях, однако гало-ядра проявляют специфические свойства и при распаде, p-распад пограничных ядер часто сопровождается излучением Р-задержанных частиц. Большая по сравнению с обычными ядрами энергия распада позволяет заселение в дочерних ядрах широкого спектра состояний, нестабильных относительно нуклонного распада. Экзотические моды Р~ распада были впервые найдены в бНе [Rii90] и позднее в uLi [Muk96],

Обычно принято различать одно-нуклонные и много-нуклонные гало. Это связано с некоторыми различиями, как в свойствах, так и в методах описания этих явлений.

Одно-нейтронное гало. Как ясно из вышеизложенного, одно-нейтронные гало могут быть наиболее пространственно протяженными. Наиболее исследованным представителем этого класса ядер является ядро пВе. Кроме большого гало это ядро интересно ещё и тем, что оно имеет первое возбужденное состояние (Е = 0.32 МэВ , J1 = 1/2"), лежащее ниже порога нуклонного распада, также имеющее гало-структуру. Для обоих состояний среднеквадратичные радиусы распределения плотности валентных нейтронов примерно одинаковы и много больше радиуса кора. Меньшая энергия связи возбужденного состояния компенсируется наличием центробежного барьера, отсутствующего для основного состояния. Это ядро также иллюстрирует другую общую для нейтронно-избыточных ядер тенденцию изменения оболочечной структуры. В ядре пВе после заполнения Р3/2 подоболочки начинает заполняться не Рщ, a <Si/2 подоболочка, которая в обычных ядрах расположена на несколько МэВ выше Рц2.

Двух-нейтронное гало. Ядра с двумя слабосвязанными валентными нейтронами демонстрируют другую специфическую особенность пограничных ядер, не имеющую аналога в нормальных ядрах. Если посмотреть на таблицу изотопов, можно заметить, что все ядра с двух-нейтронным гало не имеют Т нуклонно-стабильного соседа слева. А поскольку два нейтрона также' не имеют связанного состояния, это означает, что такие ядра можно, рассматривать как связанные трёхтельные объекты, не имеющие связанных состояний в'любой двух-тельной подсистеме. Такие ядра образуют класс т.н. Боромиевских ядер (название, впервые введенное М.В: Жуковым [Zhu93] и происходящее от имени итальянской принцессы Боромио, имевшей геральдический символ в виде трех колец, переплетенных таким образом, что при удалении любого из колец два оставшихся кольца оказываются свободными). Это явление - не случайная игра природы, а характерная особенность слабосвязанных ядер, определяемая свойствами ядерного взаимодействия. Боромиевские ядра послужили отличным полигоном для теоретиков, работающих в области теории нескольких тел.

Боромиевские ядра. Основное развитие для описания подобных систем получил метод К-гармоник, т.е. поиск решения в, виде разложения волновой функции в ряд по гиперсферическим функциям. Это разложение в задаче нескольких тел является аналогом разложения по орбитальному моменту в задаче двух тел. Интересным отличием является то, что в многочастичной задаче в уравнении Шредингера для гиперрадиуса (аналог радиального уравнения) появляется эффективный многочастичный барьер, не исчезающий даже для гипермомента К = 0. Другой особенностью является то, что разложение по гипермоменту очень быстро сходится именно для систем, не имеющих в подсистемах связанных состояний, и в этом случае для решения задачи зачастую можно ограничиться только первым членам разложения, отвечающим минимальному значению гипермомента.

Интересно также отметить т.н. гелиевую аномалию — уникальный пример, когда энергия связи ядра возрастает при удалении от линии стабильности

6 8

Действительно, при добавлении двух нейтронов к ядру Не ядро Не становится

5 7 более связанным. Аналогичная- ситуация наблюдается и для пары Не - 'Не.

Сравниваются изотопы с разницей в два нейтрона, чтобы учесть тривиальное изменение энергии связи за счет энергии спаривания двух нуклонов. Этот эффект послужил одной из причин повышенного интереса к поискам сверхтяжелых изотопов водорода и вопросу о возможности существования мультинейтрона ядерной системы, состоящей только из нейтронов).

За границей нуклонной стабильности. До сих пор речь в основном шла о нуклонно-стабильных ядрах вблизи границы нуклонной стабильности. Прежде всего, несколько слов о терминологии. Вообще говоря, атомными ядрами принято называть долгоживущие системы, состоящие из определенного числа протонов и нейтронов В области легких ядер наличие открытого канала нуклонного (или кластерного) распада, как правило, ограничивает время жизни такой системы

22 характерными временами ядерного взаимодействия (~1СГ сек). В случае нуклонной стабильности время жизни ядерной системы определяется процессами слабого взаимодействия (при наличии соответствующего канала распада), либо ядро является стабильным. Как правило, таблицы изотопов в области лёгких ядер формируют из нуклонно-стабильных ядер. Тем не менее, в области ядерной физики, связанной с изучением ядерных систем вблизи границы стабильности, сложилась традиция называть ядрами (или соответствующими изотопами ядер) также и системы нуклонов за границей нуклонной стабильности, проявляющиеся как резонансы в ядерном взаимодействии и имеющие время жизни, сравнимое со временем пролета расстояний порядка радиуса действия ядерных сил. Примерами

8 7 здесь могут быть такие хорошо известные системы, как Be, Не и т.п. Следуя этой традиции здесь и далее там, где это не будет приводить к неоднозначности, термин ядро (изотоп) будет применяться также и к ядерным системам за границей нуклонной стабильности.

Что же происходит с ядерными системами за этой чертой? И здесь определяющую роль играет энергия связи, которая за границей стабильности меняет знак. В этой области принято оперировать с величиной энергии распада, равной энергии связи с обратным знаком. Рассмотрим задачу двух тел. Пусть энергия состояния лежит чуть выше порога распада. Тогда в случае отсутствия барьера (центробежного, кулоновского) мы имеем т.н. виртуальное состояние. Типичный пример — это п-п взаимодействие, где энергия связи нижайшего состояния ~ -70 кэВ при отсутствии барьера. Это виртуальное состояние может проявляться в выходном канале реакции как широкое распределение по энергии относительного движения нейтронов, имеющее максимум близкий к резонансному значению: И здесь нет смысла говорить о времени жизни этого состояния. Наличие барьера, например, центробежного, может привести к появлению узкого резонанса. Примером может служить основное состояние ядра Не. Для резонансных состояний определяющей характеристикой является- время жизни, которое надо сравнивать со временем пролета ядра мимо мишени. Если ядро, образовавшись в какой-либо ядерной реакции, живет достаточно долго, чтобы успеть покинуть область действия ядерных сил, то оно в принципе ничем не отличается от своих нуклонно-стабильных аналогов, кроме того, что появляется ещё один канал распада и, кстати, ещё один метод экспериментального изучения этого ядра -метод измерения инвариантной массы.

Ситуация за границей; стабильности для случая нескольких тел значительно сложнее. Рассмотрим узкий резонанс ядерной системы, состоящей из нескольких нуклонов или нуклонных кластеров, таких, что энергия связи каждого из них заметно превосходит резонансную энергию. Тогда, если в одной из подсистем существует резонанс, ширина которого значительно меньше энергии распада, то, наиболее вероятно, распад будет происходить последовательно через резонанс подсистемы, и задача сводится к предыдущей. Если же резонанс в любой, подсистеме отсутствует, то мы имеем дело с истинным многочастичным распадом.

Здесь нельзя не упомянуть работы, выполненные в конце 80-х, начале 90-х годов в Курчатовском- институте, [Дан87, Вос89, Боч89, Боч92, Боч93, Боч94], которые во многом предвосхитили исследования пограничных ядер, массированная атака на которые началась после открытия нейтронного гало. При экспериментальном изучении ядер с А=6 (изоспинового триплета Be, Li, Не) в полном кинематическом эксперименте были измерены моды распада основного (бВе) и первых возбужденных 2+ состояний (бВе, 6Li, 6Не). Теоретический анализ проводился на основе разложения волновых функций в ряд по ограниченному набору гиперсферическмх функций (К-гармоник). Были определены вклады основных конфигураций валентных нуклонов - «динейтрона», «сигары», «геликоптера» в волновую функцию системы. Этот вид многочастичного распада (при отсутствии резонансов в подсистемах, т.е. все участники распада находятся как бы в равных условиях) получил название «демократического распада». Этот термин можно считать аналогом определения Боромиевских ядер доя ядерных систем, нестабильных относительно ну кло иного распада. Подобные многочастичные резонансы проявляют специфические свойства, не имеющие у аналога в двухчастичных системах.

Экспериментальные методы изучения пограничных ядер.

До появления радиоактивных пучков основными методами поиска и изучения экзотических ядер были:

• Прямое детектирование лёгких экзотических ядер, образованных в процессе тройного деления спонтанно-делящихся изотопов ( см. например [Але82]).

• Реакции, вызываемые взаимодействием тс-мезонов с ядрами (см. например [Set87, Gor91]).

• Реакции многонуклонных передач, связанные с кардинальной перестройкой взаимодействующих ядер (см. например [Boh98]).

Последний метод, который широко используется и в настоящее время, ' принес наибольшее количество информации о свойствах экзотических систем. Однако наряду с достоинствами этот метод имеет и свои ограничения, главное из которых - маленькое сечение подобных реакций, связанное со сложным механизмом процесса.

С появлением радиоактивных пучков техника ядерного эксперимента как бы ускоренно повторила всю эволюцию развития методов работы на стабильных пучках. Все снова начиналось с простейших экспериментов.

• Измерение сечений взаимодействия. Первые пучки радиоактивных ядер обладали очень плохими характеристиками по сравнению с пучками традиционных ускорителей (интенсивность, энергетический разброс, фокусировка, угловая расходимость), что делало их практически непригодными для прямого использования в традиционных экспериментальных методиках для изучения ядерной структуры. Более того, основное направления развития видели в сочетании фрагмент-сепараторов (в качестве источников пучков радиоактивных ядер) с накопительными кольцами, где параметры пучка могут быть принципиально улучшены, а малая интенсивность компенсирована увеличением светимости за счет многократного прохождения пучка через мишень.

Однако уже первые (сравнительно простые) эксперименты по измерению сечения взаимодействия ядер непосредственно на вторичных пучках фрагмент-сепараторов привели к открытию нового явления (нейтронного гало), что вызвало огромный интерес к работе непосредственно с радиоактивными пучками и привело к созданию новых экспериментальных методик и совершенствованию качества самих радиоактивных пучков.

Эксперименты по изучению фрагментации. Одним из основных параметров любого эксперимента является его разрешение, которое в экспериментах на ускоренных пучках, как правило, зависит от качества самого пучка. Проблемы, связанные с большой энергетической дисперсией и угловой расходимостью радиоактивных пучков, были преодолены путём развития новых методик, связанных с измерением не только продуктов реакции, но и параметров пучковой частицы. Это позволило проводить более тонкие эксперименты по изучению фрагментации. Здесь, как правило, измерялись продольное (путем измерения энергии продуктов) или поперечное (из угловых распределений) импульсные распределения продуктов реакции при взаимодействии налетающих частиц с ядрами мишени. В этих экспериментах гипотеза существования ядерного гало получила дальнейшее подтверждение и развитие. Как правило, эксперименты по изучению фрагментации проводились при энергиях пучка 100 —1000 МэВ/нуклон, поскольку в этой области хорошо работает приближение внезапного взаимодействия. Основной моделью явилась модель Глаубера, и из экспериментов получали интегральные характеристики, такие как размеры ядер, пространственное и импульсное распределения нуклонов и кластеров, составляющих исследуемые объекты.

• Упругое и неупругое рассеяние. Создание детектирующих систем с большой эффективностью позволило перейти к изучению процессов, идущих с меньшим сечением, в первую очередь упругого и неупругого рассеяния. С целью повышения эффективности регистрации на смену детекторам маленького размера пришли системы больших детекторов, обладающих позиционной чувствительностью, которые перекрывали весь интересующий угловой диапазон. Это позволило перейти, к измерениям процессов с сечениями порядка мб/ср, характерным для процессов упругого и неупругого рассеяния в достаточно широком угловом диапазоне. Причём область экспериментальной активности все более смещается к меньшим энергиям, где можно получить лучшее разрешение, что необходимо, например, для разделения упругого и неупругого рассеяния .

• Исследование ядерных реакций. Получение радиоактивных пучков большей интенсивности вкупе с дальнейшим развитием техники эксперимента позволило перейти к изучению ядерных реакций, таких, как реакций одноступенчатой передачи. По-видимому, первым экспериментом, связанным с изучением ядерной реакции на радиоактивном пучке можно назвать эксперимент по изучению реакции однонейтронной передачи с?(12Ве,/>), выполненный в RIKENe (Япония) [Ког95] и, вскоре после, аналогичные измерения, проведенные в ЛЯР ОИЯИ (Дубна) [Реп95]. Преимущество опытов на пучках радиоактивных ядер состоит в том, что здесь можно получать экзотические системы в сравнительно простых процессах, поскольку уже сами взаимодействующие ядра являются экзотическими системами.

К настоящему времени техника эксперимента продвинулась настолько, что стал доступен практически весь арсенал методов исследования, накопленный в области экспериментальной ядерной физики за долгие годы работы на стабильных пучках.

Граница ядерной стабильности. Основным инструментом для поиска и изучения свойств атомных ядер являются ядерные реакции. Всё многообразие экспериментальных методов в этой области можно условно разделить на два больших класса : метод недостающей массы и метод инвариантной массы. Пусть в результате реакции образовалось N частиц, причем К из них (0<K<N-1) формируют резонансное состояние (при К=1 это соответствует определенному состоянию ядра, при К>1 — многочастичному резонансу с энергией больше порога распада на К частиц). Тогда методу инвариантной массы соответствуют эксперименты, в которых регистрируются все частицы из распада резонансного состояния. Энергия резонанса определяется из измеренных энергий и импульсов зарегистрированных частиц. В экспериментах, проводимых методом недостающей массы, регистрируются остальные (N-K) частиц, не участвовавших в формировании резонанса. Из измеренных энергий и импульсов этих частиц можно однозначно восстановить полную энергию относительного движения К частиц, формирующих резонансное состояние, т.е. резонансную энергию. Понятно, что в реальном опыте можно сочетать эти методы в различных комбинациях, например, в эксперименте по измерению недостающей массы детектировать также одну или несколько частиц из распада резонансного состояния, что, разумеется, обогащает информацию, извлекаемую при анализе данных. Наиболее полную информацию можно получить в т.н. полном кинематическом эксперименте. Если в реакции образуется N частиц и энергия пучка известна, то достаточно измерить 3N-4 скалярных параметров (например углы вылета или энергии частиц) для того, чтобы из законов сохранения энергии и импульса восстановить полную кинематику процесса.

Оба метода (инвариантной и недостающей массы) имеют свои преимущества и ограничения. Очевидно, что методом инвариантной массы можно изучать только состояния, лежащие выше порога нуклонного распада. Однако к достоинствам этого метода можно отнести то, что его точность не зависит от знания параметров пучка (что особенно важно в экспериментах на радиоактивных пучках, где качество пучка, как правило, не слишком высокое). Рассмотрим пример ядер с А=6: 6Не и 6Ве. Эти ядра очень детально изучались в корреляционных экспериментах на циклотроне Курчатовского института [Боч89, Боч92, Боч93, Боч94] и также явились полигоном для многочисленных теоретических расчетов [см. например Дан87, Дан93]. Изучались основные (0+) и первые возбужденные (2*) состояния этих ядер. Ядро Не является стабильным, но его энергия связи (относительно порога распада на а+2ri) составляет всего 0.973 МэВ. Основное состояние 6Ве и первые возбужденные состояния обоих ядер лежат выше порога нукпонного распада и проявляются в реакциях в виде относительно узких резонансов. Таким образом, все эти состояния лежат вблизи границы ядерной стабильности, но распределены по разные стороны: Удаленность от этой границы 1 МэВ) гораздо меньше величины ядерного взаимодействия (порядка нескольких десятков МэВ), которое, вообще говоря, определяет структуру волновой функции состояния. Другими словами, структура ядерного состояния не должна слишком сильно зависеть от того, по какую сторону границы находится резонанс. Кардинальное отличие состоит в том,'что появляется новая мода распада и, следовательно, новый метод экспериментального изучения структуры этого состояния. Действительно, исследуя стабильные состояния атомных ядер- в ядерных реакциях, можно измерить лишь энергию этого состояния (например, по положению пика в спектре недостающей массы). Существуют различные экспериментальные методы для определения статических характеристик атомных ядер, таких как радиус, электрический и магнитный моменты. В то же время из измерения корреляций при распаде состояния, лежащего над порогом нуклонного распада, можно непосредственно получать информацию об асимптотике волновой функции ядерной системы. Именно в корреляционных экспериментах по измерению распада основного состояния 6Ве и первых возбужденных 2+ состояний бНе и бВе впервые непосредственно наблюдались нуклонные корреляции и были определены основные конфигурации («динейтрон», «сигара», «геликоптер»), соответствующие внутреннему движению системы [Дан87, Боч93].

Ядерные состояния, за границей нуклонной стабильности. Как отмечалось выше, при экспериментальном изучении резонансных состояний, лежащих выше границы нуклонной стабильности, появляются новые возможности, связанные с непосредственным измерением корреляций при распаде этих состояний. Однако по мере удаления от границы стабильности возникают проблемы, связанные с увеличением ширины резонанса. Основным методом идентификации ядерных состояний до сих пор является наблюдение пика в спектре недостающей (или инвариантной) массы. Подобный анализ является очевидным для узких изолированных пиков даже на сравнительно большом, но плавно меняющемся нерезонансном фоне. Однако при возрастании ширины (уменьшении времени жизни) резонанса подобный анализ становится неоднозначным, а начиная с какого-то момента, невозможным. Кроме того, возникает общий вопрос об определении самого понятия резонанса: можно ли называть резонансом особенность в поведении сечения процесса, ширина которой соответствует времени, сопоставимом или даже меньшим, чем время пролета области взаимодействия?

В целом, исследование лёгких ядер вблизи и за границей нуклонной стабильности требует разработки принципиально новых подходов, как при проведении экспериментов, так и для теоретического анализа полученных результатов. Эта проблема и является основным предметом настоящей работы, которая, в основном, посвящена экспериментальному исследованию резонансных состояний легких ядер на примере изотопов водорода и гелия за границей нуклонной стабильности. Выбор объекта исследования определился с одной стороны тем, что эти изотопы представляют собой относительно простые ядерные системы, наиболее доступные для последовательного теоретического анализа. С другой стороны, подобные системы представляют несомненный интерес, поскольку именно здесь можно достичь максимального отношения числа нейтронов к числу протонов, что, например, напрямую связано с вопросом о возможности существовании чисто нейтронных ядер. Исходя из самых общих представлений, именно в области пограничных ядер можно ожидать появления специфических свойств, значительно отличающихся от свойств хорошо связанных ядер.

Диссертация основана' на ряде экспериментов, выполненных в основном на циклотроне У400М Лаборатории .Ядерных реакций им. Г.Н. Флёрова

Объединённого Института Дцерных Исследований (г. Дубна) и состоит из настоящего введения, пяти глав и заключения.

Основу диссертации составили результаты экспериментов, посвящённых изучению изотопов водорода и гелия, лежащих за границей нуклонной стабильности. Общие методические вопросы, связанные с проведением экспериментов, обсуждаются в первой главе. Здесь дано описание основной экспериментальной установки для получения радиоактивных пучков (фрагмент-сепаратор Акулина), а также описание всех основных узлов и элементов измерительного комплекса, которые включают криогенную мишень, детекторы, электронику и систему сбора и предварительного анализа данных. Здесь же приведены основные параметры измерительной системы.

Вторая глава посвящена результатам изучения Водорода-4 в реакциях 3Н(/Д)4Н и 2Н(^/?)4Н на тритиевом пучке. На основе анализа основных фоновых процессов (квазисвободного рассеяния и взаимодействия в конечном состоянии) удалось выделить кинематическую область, отвечающую максимальной вероятности заселения изучаемого резонанса и определить его параметры. Проводится сравнение полученных результатов с результатами предшествовавших исследований.

В третьей главе описаны три эксперимента, в которых изучался'Водород-5. В первом эксперименте в реакции 1Н(бНе,/?/?)5Н были определены параметры

5 3 5 основного состояния Н. В реакции двухнейтронной передачи Н(t,p) Н Водород-5 изучался в двух различных кинематических областях, соответствующих (i) передаче двух нейтронов от снаряда к мишени (область передних углов в лабораторной системе) и (ii) передаче от мишени к снаряду (область задних углов в лабораторной системе). В последнем случае был проведен корреляционный анализ экспериментальных данных в рамках трёхчастичной t + n + п модели, основанный на разложении волновой функции 5Н в ряд по гиперсферическим гармоникам, который позволил однозначно определить спины и чётности резонансных состояний. Совместный анализ результатов трёх экспериментов позволил установить, что основное состояний 5Н расположено при энергии- 1.8 МэВ выше порога распада и имеет спин-чётность J*=1/2+, дублет широких практически вырожденных по энергии возбуждённых состояний (J* = 5/2+, 3/2*) имеет максимум при энергии ~5 МэВ.

Четвёртая глава посвящена изучению спектра возбуждённых состояний

1 8 7 2 6 7

Гелия-7 в реакциях одно нукпонной передачи Н( He,t/) Не и Н( Не,/?) Не. Помимо основного состояния ядра Не, в первой реакции наблюдался пик, у соответствующий заселению возбуждённого состояния ядра Не с энергией 3.3 ± 0.3 МэВ над порогом 6Не+л распада. Наблюдение доминирующего распада этого состояния по каналу 4Не+Зя при измеренной ширине резонанса Г = 2.2 ± 0.3 МэВ позволило определить наиболее вероятное значение спина этого состояния (J71 = 5/2") на основе сравнения экспериментальных данных с теоретическими расчётами. В пятой главе описаны два различных подхода при изучении спектра

2 8 9

Гелия-9. В реакции

Н( Не,/?) Не помимо наблюдения спектра недостающей массы, соответствующей заселению спектра нижних состояний ядра 9Не, проводилось измерение угловых распределения распада этих состояний в широком

9 8 угловом диапазоне в системе центра массы Не. В резонансном р+ Не рассеянии заселялись уровни ядра 9Li с изотопическим спином Т=5/2, являющиеся изобарическими аналогами нижних состояний в ядре 9Не. Совместный анализ данных обоих экспериментов позволил установить структуру спектра низколежащих состояний ядра 9Не, в значительной степени отличную от структуры, считавшейся общепризнанной до настоящей работы.

В заключении подводятся итоги, формулируются основные результаты настоящей работы и обсуждаются перспективы развитого экспериментального подхода для решения широкого круга задач в области исследования лёгких экзотических ядер.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным предметом настоящей работы явилось экспериментальное изучение структуры лёгких нейтронно-избыточных ядерных систем, лежащих за границей нуклонной стабильности. Интерес к этой области прежде всего связан с тем, что именно здесь можно ожидать проявления в предельной форме экзотических свойств ядер, характерных для ядерных систем, удалённых от линии стабильности (нуклонное гало, нарушение оболочечной структуры, кластеризация и т.п.). Интерес теоретиков к лёгким ядрам дополнительно определяется тем, что небольшое число нуклонов в таких системах позволяет проводить теоретические расчёты, исходя только из свойств нуклон-нуклонного взаимодействия без привлечения большого количества феноменологических модельных параметров. В то же время, безусловно ощущается дефицит надежной экспериментальной информации о структуре и свойствах ядер вблизи границы стабильности. В первую очередь это определяется объективными экспериментальными проблемами изучения таких экзотических систем. В» традиционных опытах на пучках стабильных ядер образование экзотических систем связано^ с малыми вероятностями» вследствие сложного механизма формирования. Появление радиоактивных пучков предоставило новые возможности экспериментального изучения ядерной экзотики. Это относительно новое направление, стремительно развивающееся в последние годы, ещё далеко не исчерпало всех своих возможностей. Сравнительно небольшая интенсивность радиоактивных пучков потребовала развития новых экспериментальных методик, принципиально отличных от традиционных методов проведения экспериментов на стабильных пучках. Развитие детектирующих систем в основном пошло по пути увеличения аксептанса для повышения эффективности использования пучка. Это, в свою очередь, сделало возможным проведение сложных корреляционных опытов, однако эта сложность с лихвой окупается новым качеством физической информации, получаемой в подобных измерениях.

Исследование ядерных систем за границей нуклонной- стабильности также заставило пересмотреть методологию экспериментальных исследований: Подавляющий объём спектроскопической информации для ядер в области стабильности был получен при использовании ядерных реакций в рамках метода недостающей массы, причём качество эксперимента в основном, определялось энергетическим разрешением. Этот метод, получивший самое широкое распространение при изучении узких резонансов, в значительной степени теряет силу при переходе через границу стабильности по мере увеличения ширины резонансов. Анализ, основанный на разделении резонансной компоненты и фона, становится неоднозначным. Как следствие, появилось большое количество противоречивых экспериментальных результатов при изучении одних и тех же систем, полученных в различных опытах. Одним из наиболее ярких примеров подобной дисперсии являются экспериментальные работы, посвящённые поиску и изучению свойств ядра 5Н.

Одной из целей настоящей работы явился поиск адекватных методов экспериментального изучения резонансных ядерных систем, находящихся за границей нуклонной стабильности. Можно выделить два основных аспекта в настоящих исследованиях:

Разработка экспериментальной методики, основанной на проведении измерений, в которых наряду с заселением резонанса измеряются также корреляции (угловые и энергетические), связанные с распадом этого резонанса. Подобный подход позволяет не только определить вероятность заселения резонанса, но и в ряде случаев получить уникальную информацию о резонансных свойствах, например, однозначно определить квантовые характеристики резонансов.

Создание метода теоретического анализа экспериментальных данных, основанного на моделировании физического процесса и сравнении расчётов с экспериментальными данными с учетом эффективности регистрирующей системы. В случае трёхчастичного распада, где волновая функция резонанса представлялась в виде разложения по гиперсферическим функциям, подобный анализ в полном объёме был выполнен впервые.

Работа основана на экспериментах по изучению тяжёлых изотопов водорода и гелия, но разработанный подход может быть применён для широкого круга задач в области изучения пограничных ядер.

На защиту выносятся следующие основные результаты:

1. В настоящей работе был* разработан метод экспериментального изучения резонансов, основанный- на корреляционном анализе продуктов распада Впервые этот метод в полном объеме был применен в экспериментах на радиоактивных пучках для изучения легких нейтронно-избыточных систем (тяжёлых изотопов водорода и гелия), лежащих за границей нуклонной стабильности. х

2. Впервые был проведен комплексный анализ основных процессов в реакциях 2Н(/,/?)4Н и 3Н(/,</)4Н. В результате были определены параметры основного состояния 4Н: J* = 2", Eres=3.05±0.19 МэВ и у2 = 3.03±0.65 МэВ; получены экспериментальные значения положения и ширины полюса S-матрицы, соответствующие основному состоянию 4Н: Ео — 1.99 МэВ и Г0=2.85 МэВ.

3. При экспериментальном изучении реакций1 протонного подхвата 1Н(бНе,рр)5Н и передачи'двух нейтронов 3Н(г,/?)5Н определена структура спектра низколежащих состояний 5Н.

Корреляционный анализ экспериментальных данных в рамках трехчастичной t + п + п модели, основанный на разложении волновой функции 5Н в ряд по гиперсферическим гармоникам, позволил однозначно определить спины и чётности резонансных состояний. В результате совместного анализа результатов трёх экспериментов установлено, что основное состояний 5Н расположено при энергии 1.8 Мэв выше порога распада и имеет спин-чётность J* = 1/2+, дублет широких практически вырожденных по энергии возбуждённых состояний (Jл = 5/2+, 3/2+) имеет максимум при энергии ,~5 МэВ.

4. Спектр состояний ядра 7Не изучался в реакциях *Н(8Не//)7Не и 2Н(6Не,р)7Не. Помимо основного состояния ядра 7Не, в первой реакции наблюдался пик, соответствующий заселению возбуждённого состояния

7 6 ядра Не с энергией 3.3 ± 0.3 МэВ над порогом Не+л распада. Факт преобладания распада этого состояния по каналу 4Не+Зи, совместно с результатами анализа измеренной ширины резонанса (Г = 2.2 ± 0.3 МэВ) и сравнением с теоретическими расчётами, позволили определить наиболее вероятное значение спина этого состояния (J71 = 5/2").

5. Совместный анализ данных эксперимента по изучению спектра ядра 9Не в реакции 2Н(8Не,р)9Не и резонансногор+8Не рассеяния, приводящего к заселению уровней в ядре 9Li с изотопическим спином Т=5/2, позволил установить структуру спектра низколежащих состояний ядра 9Не, в значительной степени отличную от структуры, считавшейся общепризнанной до настоящей работы: доказано существование виртуального 1/2+ состояния в ядре 9Не, для которого был установлен предел длины рассеяния (а > -20 фм), однозначно определены значения квантовых характеристик для нижних возбуждённых состояний ядра 9Не (J71 = 1/2" для состояния с энергией 2.0 МэВ и J71 = 5/2+ для состояния с энергией 4.2 МэВ выше порога развала), экспериментальные данные прекрасно описываются в рамках сравнительно простой модели, основанной лишь на общих теоретических предположениях о механизме реакции и структуре нижних состояний ядра 9Не, что свидетельствует в пользу идеи о том, что ядро 8Не (имеющее замкнутую р3/2 подоболочку) является «хорошим» кором для ядра 9Не.

Результаты, включенные в диссертацию, опубликованы в следующих работах:

1. A.A.Korsheninnikov, M.S.Golovkov, A.Ozawa, E.A.Kuzmin, E.Yu.Nikolsky, K.Yoshida, B.G.Novatsky, A.A.Ogloblin, I.Tanihata, Z.Fulop, K.Kusaka, K.Morimoto, H.Otsu, H.Petrascu, F.Tokanai Observation of an Excited State in

•7

He with Unusual Structure Phys.Rev.Lett. 82 (1999) 3581-3584.

2. A.A.Korsheninnikov, M.S.Golovkov, A.Ozawa, E.A.Kuzmin, E.Yu.Nikolsky, K.Yoshida, B.G.Novatsky, A.A.Ogloblin, I.Tanihata, Z.Fulop, K.Kusaka,

K.Morimoto, H.Otsu, H.Petrascu, F.Tokanai Excited State of7He and Its Unique Structure

Phys.Scr. T88,(2000) 199-202.

3. A.AKorsheninnikov, M.S.Golovkov, I.Tanihata, A.M.Rodin, A.S.Fomichev, S.I.Sidorchuk, S.V.Stepantsov, M.L.Chelnokov, V.A.Gorshkov, D.D.Bogdanov, R.Wolski, G.M.Ter-Akopian, Yu.Ts.Oganessian, W.Mittig, P.Roussel-Chomaz, H.Savajols, E.A.Kuzmin, E.Yu.Nikolsky, A.A.Ogloblin Superheavy Hydrogen 5H Phys.Rev.Lett. 87 (2001) 092501(4).

4. M.S.Golovkov, A.A.Korsheninnikov, I.Tanihata, D.D.Bogdanov, M.L.Chelnokov, A.S.Fomichev, V.A.Gorshkov, Yu.Ts Oganessian, A.M.Rodin, S.I.Sidorchuk, S.V.Stepantsov, G.M.Ter-Akopian, R.Wolski, W.Mittig, P.Roussel-Chomaz, H.Savajols, E.AKuzmin, E.Yu.Nikolsky, B.G.Novatsky,

1 у с

A.AOgloblin Spectroscopy of He and Superheavy Hydrogen Isotope H Ядерная Физика 64 (2001) 1319-1323; Phys.Atomic Nuclei 64 (2001) 12441248:

5. A.AKorsheninnikov, M.S.Golovkov, A.Ozawa, K.Yoshida, I.Tanihata, Z.Fulop, K.Kusaka, K.Morimoto, H.Otsu, H.Petrascu, F.Tokanai, D.D.Bogdanov, M.L.Chelnokov, A.S.Fomichev, V.A.Gorshkov, Yu.Ts.Oganessian, A.M.Rodin, SXSidorchuk, S.V.Stepantsov, G.M.Ter-Akopian, RWolski, W.Mittig, P.Roussel-Chomaz, H.Savajols, E A.Kuzmin, E.Yu.Nikolsky, B.G.Novatsky,

A.A.Ogloblin Superheavy Hydrogen 5Hand Spectroscopy of7H

Ядерная Физика 65 (2002) 696-700, Phys.Atomic Nuclei 65 (2002) 664-668.

6. Ю.Ц. Оганесян, Г.М. Тер-Акопьян, Д.Д. Богданов, М.С. Головков,

B.А.Горшков, А М. Родин, С.И. Сидорчук, Р.С. Слепнев, С.В. Степанцов,

A.С. Фомичев, M.JI. Челноков, М.Г. Иткис, Е.М. Козулин, А.А. Богачев, Н.А. Кондратьев, И.В. Корзюков, Р. Вольский, А.А. Юхимчук,

B. В. Перевозчиков, Ю.И. Виноградов, С.К. Гришнчкин, A.M. Демин,

C.В.Златоустовский, А.В. Кирьякин, С.В. Фильчагин, Р.И'. Илькаев, Ф.Ханап, Т. Матерна, Л. Штутге, А. Нинан, А.А. Коршенинников, Е.Ю.Никольский, И. Танихата, П. Руссел-Шома, В. Миттиг, Т. Аламанос, В1Лапу, Е.С. Поллако, Л. Наплас Изучение структуры ультра нейтроппоизбыточных ядер водорода и гелия с использованием реакций радиоактивных пучков на тритиевой мишени Изв. АН СССР, сер.физ. 66 (2002) 619-624.

7. M.S. Golovkov, Yu.Ts. Oganessian, G.M. Тег-Akopian, D.D. Bogdanov, A.S.Fomichev, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, R.Wolski, V.A. Gorshkov, M.L. Chelnokov, E.M. Kozulin, A.A. Bogatchev, N.A.Kondratiev, I.V. Korzyukov, A.A. Yukhimchuk, V.V. Perevozchikov, Yu.I. Vinogradov, S.K. Grishechkin, A.M. Demin, S.V. Zlatoustovskiy, A.V.Kuryakin, S.V. Fil'chagin, R.I. Il'kaev, F. Hanappe, T. Materna, L. Stuttge, A.H. Ninane, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, I. Tanihata, P. Roussel-Chomaz, W. Mittig, N. Alamanos, V. Lapoux, E.C. Polacco, L. Nalpas Super-Heavy Hydrogen Isotopes Studied with 58MeV Triton Beam

In Proc. Int. Simposium on Exotic Nuclei EXON-2001, lake Baikal, Russia, 2428 July 2001,334-347.'

8. G.M. Тег-Akopian, D.D. Bogdanov, A.S. Fomichev, M.S. Golovkov, Yu.Ts.Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, R.Wolski, V.A. Gorshkov, M.L. Chelnokov, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolski, I. Tanihata, F. Hanappe, T. Materna, L. Stuttge, A.H. Ninane Resonance States of Hydrogen Nuclei 4H and 5H Obtained in Transfer Reactions with Exotic Beams Ядерная Физика 66 (2003) 1587-1594; Phys.Atomic Nuclei 66 (2003) 15441551.

9. S.I. Sidorchuk, D.D. Bogdanov, A.S. Fomichev, M.S. Golovkov, Yu.Ts.Oganessian, AM. Rodin, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, V.A. Gorshkov, M.L. Chelnokov, M.G. Itkis, E.M. Kozulin, A.A. Bogatchev, N.A. Kondratiev, I.V. Korzyukov, A.A. Korsheninnikov, E.Yu.Nikolskii, I. Tanihata Resonance States of Hydrogen Nuclei 4H and 5H Obtained in Transfer Reactions with Exotic Beams

Nucl. Phys. A719 (2003) 229c-232c.

10. G.V.Rogachev, V.Z.Goldberg, J.J.Kolata, G.Chubarian, D.Aleksandrov, A.Fomichev, M.S.Golovkov, Yu.Ts.Oganessian, A.Rodin, B.Skorodumov, R.S.Slepnev, G.Ter-Akopian, W.H.Trzaska, R.Wolski 7=5/2 states in 9Li: Isobaric analog states of9He

Phys.Rev. С 67 (2003) 041603R (5).

11. M.S. Golovkov, YutTs. Oganessian, D.D. Bogdanov, A.S. Fomichev, A.M.Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, V.A. Gorshkov, M.L. Chelnokov, M.G. Itkis, E.M. Kozulin, A.A. Bogatchev, N.A. Kondratiev, I.V. Korzyukov, A.A. Yukhimchuk, V.V. Perevozchikov, Yu.I. Vinogradov, S.K. Grishechkin, A.M. Demin, S.V. Zlatoustovskiy, A.V.Kuryakin,, S.V. Fil'chagin, R.I. IFkaev, F. Hanappe, T. Materna, L. Stuttge, A.H. Ninane, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, I. Tanihata, P. Roussel-Chomaz, W. Mittig, N. Alamanos, V. Lapoux, E.C. Polacco, L. Nalpas Evidence for Resonance States in 5H

Phys. Lett. B566 (2003) 70-75.

12. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, Yu.Ts. Oganessian, Yu. I.Orlov, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski Estimates of the 7H width and lower decay energy limit

Phys. Lett. B588 (2004) 163-171.

13. S.I. Sidorchuk, D.D. Bogdanov, A.S. Fomichev, M.S. Golovkov, Yu.Ts.Oganessian, A.M. Rodin, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, A.A. Yuhimchuk, V.V.Perevozchikov, Yu.I. Vinogradov, F. Hanappe, T. Materna, L. Stuttge, A.HNinane, P. Roussel Chomaz, W. Mittig Experimental Study of4H in Reactions 2H(t,p) and3H(t,d)

Phys. Lett. B594 (2004) 54-60.

14. S.I. Sidorchuk, M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, Yu.Ts.Oganessian, A.M. Rodin, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, A.A. Yuhimchuk, V.V.Perevozchikov, Yu.I. Vinogradov Experimental Study of the hydrogen isotopes beyond the drip-line 4,5H

In Proc. Int. Simposium on Exotic Nuclei EXON-2004, Peterhof, Russia, 5-12 July 2004,45-51.

15. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, S.A. Krupko, Yu.Ts.Oganessian, A.M.Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, M.G. Itkis,A.A. Bogatchev, N.A. Kondratiev,

E.M.Kozulin, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, P. Roussel-Chomaz, W.Mittig, R. Palit, V Bouchat, V. Kinnard, T. Materna, F. Hanappe, O. Dorvaux, L. Stuttge, C. Angulo, V. Lapoux, R. Raabe, L. Nalpas, A.A. Yukhimchuk, V.V.Perevozchikov, Yu.I. Vinogradov, S.K. Grishechkin, S.V. Zlatoustovsky Observation of excited States in 5H Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 262501 (4).

16. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, S.A. Krupko, Yu.Ts.Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, M.G. Itkis, A.S. Denikin, A.A. Bogatchev, N.A.Kondratiev, E.M. Kozulin, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, P.Roussel-Chomaz, W. Mittig, R. Palit, V Bouchat, V. Kinnard, T. Materna, F. Hanappe, O.Dorvaux, L. Stuttge, C. Angulo, V. Lapoux, R. Raabe, L. Nalpas, A.A.Yukhimchuk, V.V. Perevozchikov, Yu.I. Vinogradov, S.K. Grishechkin, S :V.Z1 atoustovsky Correlation studies of the 5H spectrum1

Phys. Rev. С 72 (2005) 064612 (17)

17. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, A.V. Gorshkov, V.A.Gorshrov, S.A. Krupko, Yu.Ts. Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V.Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, P. Roussel-Chomaz, W. Mittig First results of a8He+d experiment

In Proc. Int. Simposium on Exotic Nuclei EXON-2006, Khanty-Mansiysk, Russia, 17-22 July 2006, 32-42.

18. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, A.V. Gorshkov, V.AGorshrov, S.A. Krupko, Yu.Ts. Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V.Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, A.A. Korsheninnikov, E.Yu.Nikolskii, V.A. Kuzmin, B.G. Novatsrii, D.N. Stepanov, S. Fortier, P. Roussel-Chomaz, W. Mittig Properties of low-lying9He state

Eur. Phys. J. 150 (2007) 23-26

19. M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, A.V. Gorshkov, V.A.Gorshrov, S.A. Krupko, Yu.Ts. Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V.Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, A.A. Korsheninnikov, E.Yu.Nikolskii, V.A. Kuzmin, B.G. Novatsrii, D.N. Stepanov, P. Roussel-Chomaz, W. Mittig New insight into the low-energy 9He spectrum

Phys. Rev. С 76 (2007) 021605(R) (5).

Результаты диссертационной работы представлялись на следующих совещаниях и конференциях:

• Международный симпозиум EXON-2001 (Байкал, Россия,24-28июля 2001 г.)

• 17 Международная конференция Nuclear Physics in Astrophysics (Дебрецен, 30 сентября - 4 октября 2002 г.)

• VIII Международная конференция Nucleus - Nucleus Collisions (Москва, Россия, 17-21 июля 2003 г.)

• Международный симпозиум ЕХ(Ж-2004(Петергоф,Россия, 5-12июля2004 г.)

• The Seventh International Conference on Radioactive Nuclear Beams (RNB7) Cortina d'Ampezzo, Italy July 3-7, 2006

• Международный симпозиум EXON-2006 Ханты-Мансийск, Россия, 5-12 июля 2006 г.), а также докладывались на многочисленных семинарах в ЛЯР ОИЯИ, GSI (Дармштадт, Германия), UCL (Лувен-ла-Нев, Бельгия).

В заключение я считаю своим приятным долгом поблагодарить своих коллег, участвовавших на всех этапах этой работы, сотрудников сектора АКУЛИНА во главе с профессором Г.М. Тер-Акопьяном. Я приношу свою глубокую благодарность руководству Лаборатории ядерных реакций им. Г.Н.Флерова во главе с научным руководителем академиком РАН Ю.Ц.Оганесяном за постоянное внимание и помощь в работе; члену-корреспонденту РАН А.А. Коршенинникову, сотрудничество с которым на начальной стадии этой работы во многом определило направление настоящих исследований; профессорам В.З.Гольдбергу и Г.В. Рогачеву, совместно с которыми была выполнена часть работы, связанная с резонансным рассеянием.

1. A.А.Оглоблин, Д.Н. Степанов

2. Поиск возбужденных состояний нейтронно-избыточных ядер 8Не и 7Не

3. B.А.Тимофеев, Р. Вольский, Я. Шмидер

4. Бел88 А.В. Белозеров, С. Борча, 3. Длоуги, A.M. Калинин, Нгуен Хоай Тьяу,1. Ю.Э. Пенионжкевич.

5. Исследование свойств изотопов гелия в реакциях с тяжелыми ионами Известия АН СССР сер. физ. 52 (1998) 100-103 Боч89 О.В. Бочкарёв, А.А. Коршенинников, Е.А. Кузьмин, И.Г. Муха,1. Л.В.Чулков, Г.Б. Яньков

6. Спектры протонов и а-частиц из трехчастичного распада 6Be Ядерная Физика, 49 (1989) 1521-1536 Боч92 О.В. Бочкарёв, А.А. Коршенинников, Е.А. Кузьмин, И.Г. Муха,1. Л.В.Чулков, Г.Б. Яньков

7. Экспериментальное исследование трёхчастичных распадов бВе(0+) и бВе*(2+)

8. Ядерная Физика 55 (1992) 1729-1753 Боч93 О.В. Бочкарёв, А.А. Коршенинников, Е.А. Кузьмин, И.Г. Муха,1. Л.В.Чулков, Г.Б. Яньков

9. Роль NN-взаимодействия в конечном состоянии при трёхчастичных распадах ядер 6Не(2+), 6Li(2+,T=l) и 6Ве(2+) Известия РАН, сер. физ. 57(5) (1993) 183-186 Боч94 О.В. Бочкарёв, А.А. Коршенинников, Е.А. Кузьмин, И.Г. Муха,1. Л.В.Чулков, Г.Б. Яньков

10. Спектр нейтронов из трехчастичного распада ядра бНе(2+) и его структура

11. Ядерная Физика, 57 (1994) 1351-1361 Гол98 В.З. Гольдберг, Г.В. Рогачёв, М.С. Головков, В.И. Духанов,

12. И.Н.Сериков, В.А. Тимофеево

13. Изучение протонно-избыточного ядра В в резонансном рассеянии радиоактивного ядра 7Ве на водороде Письма в ЖЭТФ 67 (1998) 959-963 Гор89 A.M. Горбатов, П.В. Комаров, Ю.Н. Крылов, А.В. Бурсак, В.Л. Скопич, П.Ю. Никишов, Е.А. Колганова.

14. Мультинейтронные системы в гиперсферическом базисе Ядерная физика 50 (1989) 347-356

15. Гор98 М.Г. Горнов, Ю.В. Гуров, С.В. Лапушкин, П.В. Морохов,

16. Спектроскопия сверхтяжелого водорода 5Н Письма в ЖЭТФ 77 (2003) 412-416, JETP Lett. 77 (2003) 344-346 Дав58 А.С. Давыдовв книге «Теория атомного ядра», стр.228

17. Государственное издательство физ.-мат. Литературы, Москва 1958 Дан87 Б.В. Данилин, М.В. Жуков, А.А. Коршенинников, Л.В. Чулков, В.Д.Эфрос

18. Трехчастичные распады ядер бВе, 6Не и энергетические спектры а-частиц и нуклонов Ядерная Физика 46 (1987) 427-436 Дан91 Б.В. Данилин, М.В. Жуков, А.А. Коршенинников, Л.В. Чулков

19. Исследование состояний ядер А=б (Jtu=0+,1+) в микроскопической a+2N модели методом гиперсферических функций Ядерная Физика 53 (1991) 71-86; Sov. J. Nucl. Phys. 53 (1991) 45-58 Дан93 Б.В. Данилин, М.В. Жуков

20. Резонансное 3—>3 рассеяние и структура возбужденных состояний ядер А = б

21. Ядерная Физика 56 (1993) 67-83; Phys.Atomic Nuclei 56 (1993) 460-469 Кор91 А.А. Коршенинников

22. Ориентация спина при демократическом распаде

23. Тезисы докладов 41-го совещания «Ядерная спектроскопия и структура атомного ядра», Минск, 16-19 апреля 1991, стр. 385, Издательство «Наука» Ленинградское отделение 1991 Миг55 А.Б. Мигдал

24. Теория ядерных реакций с образованием медленных частиц ЖЭТФ 28 (1955) 3-9

25. А.А. Реут, С.М. Коренченко, В.В. Юрьев, Б.М. Понтекорво Попытка обнаружения ядра Н4 среди продуктов расщепления углерода протонами с энергией 300 Мэв Доклады академии наук СССР 102 (1955) 723-725

26. F. Ajzenberg-Selov, E.R. Flynn, О. Hansent,p) Reactions on 4He, 6Li, 7Li, 9Be, 10Be, 11 Be, and12 С

27. Phys. Rev. С 17 (1978) 1283-12931. F. Ajzenberg-Selov

28. Energy levels of light nuclei

29. Nucl. Phys. A 320 (1979) 1

30. F. Ajzenberg-Selov Energy levels of light nuclei Nucl. Phys. A 490 (1988) 1

31. D.V. Aleksandrov, E.Yu. Nikol'skii, B.G. Novatskii, D.N. Stepanov Studies of4H and 5H

32. Proceedings of the International Conference on Exotic Nuclei and Atomic Masses, (ENAM-95), Aries, France, 1995 (Editions Frontiers, Gifsur-Yvette, France, (1995) 329-332

33. G.Munzenberg, F. Nickel, T.Nilsson, G. Nyman, B. Petersen, M. Pfutzner, V. Pribora, A. Richter, K.Riisager, C. Scheidenberger, G. Schrieder, W.Schwab, H. Simon, M.H.Smedberg, J. Stroth, A. Surowiec, O.Tengblad, M.V. Zhukov

34. Halo Excitations in Fragmentation of6He at 240MeV/u on Carbon and Lead Targets

35. Nucl. Phys. A 669 (2000) 51-64. Ama37. E. Amaldi, L.R. Hafstad and M.A. Tuve Neutron Yields from Artificial Sources Phys. Rev. 51 (1937) 896-912 АгаОЗ. К. Araiг f

36. Resonance States of Hand Be in a Microscopic Three-Cluster Model Phis. Rev. С 68 (2003) 034303 (7) Bar04 F.C. Barker1.vel width in 9He and10He Nucl. Phys. A 741 (2004) 42-51 Bel86 A.V. Belozyorov, C. Borcea, Z. Dlouhy, A.M. Kalinin, R. Kalpakchieva,

37. N.H. Chau, Yu.Ts. Oganessian, and Yu.E. Penionzhkevich Search for 4H, 5H and 6H nuclei in the 11 B-induced Reaction on 9Be Nucl. Phys. A4 60 (1986) 352-360 Bev81. J.J. Bevelacqua

38. Shell-model calculations in the A= 5 system Nucl. Phys. A 357 (1981) 126-138 Bis70 J.A. Bistirlich, K.M. Crowe, A.S.L. Parsons, P. Skarek, P. Truoel,1. C.Werntz

39. Radiative Pion Capture in 4H Phys. Rev. Lett., 25 (1970) 950-953 Bla91. S. Blagus, D. Miljanic, M. Zadro, G. Calvi, M. Lattuada, F. Riggi,

40. S.Spitaleri, C. Blyth and O. Karban 4H nucleus and the 2H(t,tp) reaction Phys. Rev.C44 (1991) 325-328 Boc89 O.V. Bochkarev, L.V. Chulkov, A.A. Korsheninnikov, E.A. Kuzmin,

41. G.Mukha, G.B. Yankov Democratic decay of 6Be states Nucl. Phys. A 505 (1989) 215-240 Boh88 H.G.Bohlen, B.Gebauer, D.Kolbert, W.von Oertzen, E.Stiliaris, M.Wilpert, T.Wilpert1. О tj Q

42. Spectroscopy of He with the ( C, 0)-Reaction on vBe

43. Spectroscopy of Neutron-Rich Light Nuclei with Multi-Nucleon Transfer Reactions

44. R. Kalpakchieva, S.M. Grimes, T.N. Massey, A. Lepint-Szily, J.M.Oliveira, W. Mittig, P. Roussel-Chomaz, A. Ostrowski Mechanism of multi-nucleon transfer reactions

45. CheOl L. Chen, B. Blank, B.A. Brown, M. Chartier, A. Galonsky, P.G. Hansen,1. M.Thoennessen

46. Evidence for an 1=0 ground state in 9He Phys. Lett. B505, (2001) 21-26 Coh65. R.C. Cohen, A.D. Kanaris, S. Margulies and J.L. Rosen

47. Two-body Breakups Following ж Absorption in Lithium: Evidence for the Production of4H Phys. Lett, 14 (1965) 242-245 DesOl. P. Descouvemont and A. Kharbach

48. Microscopic cluster study of the 5H nucleus Phys. Rev. C6 3 (2001) 027001 (4) Efr96 V.D. Efros, H. Oberhummer

49. Ground-State Energies and Widths of5He and 5Li Nuclei Phys. Rev. С 54 (1996) 1485-1487 Fra85. V.R Franke, H. Kockskamper, B. Steinheuer, K. Wingender, W.von Witch,1. H. Machner

50. Search for Highly Excited States in Light Nuclei with Three-Body Reactions

51. Nucl. Phys. A 433 (1985) 351-368 Fif73 L.K. Fifield, R.W. Zurmuhle, D.P. Balamuth

52. High Spin States in the Continuum. II. 24Mg Phys. Rev. С 8 (1973) 2217-2231 Gil65. L. Gilly, M. Jean, R. Meunier, M. Spighel,, J.P. Stroot,, P. Duteil

53. Double Charge-Exchange with Negative Pions. Search for Tetraneutron Phys. Lett. 19 (1965) 335-338 GolOl M.S.Golovkov, A.A.Korsheninnikov, I.Tanihata, D.D.Bogdanov,

54. M.L.Chelnokov, A.S.Fomichev, V.A.Gorshkov, Yu.Ts.Oganessian,

55. A.M.Rodin, S.I.Sidorchuk, S.V.Stepantsov, G.M.Ter-Akopian, R.Wolski, W.Mittig, P.Roussel-Chomaz, H.Savajols, E.A.Kuzmin, E.Yu.Nikolsky,

56. B.G.Novatsky, A.A.Ogloblin

57. Spectroscopy of7He and Superheavy Hydrogen Isotope 5H

58. Ядерная Физика 64, 1319-1323 (2001); Phys.Atomic Nuclei 64 (2001) 1244-1248

59. Gol03 M.S. Golovkov, Yu.Ts. Oganessian, D.D. Bogdanov, A.S. Fomichev, A.M.Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, V.A.Gorshkov, M.L. Chelnokov, M.G. Itkis,

60. E.M.Kozulin, A.A. Bogatchev, N.A.Kondratiev, I.V. Korzyukov, A.A.Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, I.Tanihata, P. Roussel-Chomaz, W.Mittig, N. Alamanos, V. Lapoux, E.C.Pollacco, L. Nalpas

61. Evidence for resonance states in 5H Phys. Lett. В 566 (2003) 70-75 Gol04 M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, Yu.Ts. Oganessian, Yu.I.Orlov, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R.Wolski

62. F. Hanappe, O. Dorvaux, L. Stuttge, A. A. Yukhimchuk, V.V.Perevozchikov, Yu.I. Vinogradov, S.K.Grishechkin, S.V. Zlatoustovskiy, V. Lapoux, R.Raabe, L. Nalpas

63. Observation of excited states in 5H Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 262501 (4). Gol04b V.Z. Goldberg, G.V. Rogachev, J.J. Kolata, G. Chubarian, D. Aleksandrov, M.S.Golovkov, Yu.Ts. Oganessian, A. Rodin, B. Skorodumov, R.S.Slepnev,

64. G. Ter-Akopian, and R. Wolski1. Я 0

65. Resonance scattering He + p and T—5/2 states in Li Nucl. Phys. A 734 (2004) 349-356

66. Gol05 M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, S.A. Krupko,

67. Yu.Ts.Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev,

68. S.V.Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, M.G. Itkis, A.S. Denikin,

69. Correlation studies of the 5H spectrum Phys. Rev. С 72 (2005) 064612 1-17 Gol07 M.S. Golovkov, L.V. Grigorenko, A.S. Fomichev, A.V. Gorshkov,

70. V.A.Gorshrov, S.A. Krupko, Yu.Ts. Oganessian, A.M. Rodin, S.I. Sidorchuk, R.S. Slepnev, S.V. Stepantsov, G.M. Ter-Akopian, R. Wolski, A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolskii, V.A. Kuzmin,

71. B.G.Novatsrii, D.N. Stepanov, P. Roussel-Chomaz, W. Mittig New insight into the low-energy 9He spectrum

72. Phys. Rev. С 76 (2007) 021605(R) 1-5 Gor91 M.G. Gornov, Yu.B. Gurov, P.V. Morochov, V.A. Pechkurov,

73. Broad states beyond the neutron dripline. Examples of5H and 4n Eur. Phys. J. A 19 (2004) 187-201 Gri04a L.V. Grigorenko

74. Experimental puzzle of5H} Eur. Phys. J. A 20 (2004) 419-427 GupOO D. Gupta, S. Samanta, R. Kanungo

75. Consistent analysis jofproton elastic scattering from 4,6,8He and 6'7-9J1Jj in the energy range of25- 75 A Me V Nucl. Phys. A 674 (2000) 77-94 Han87 P.G. Hansen, B.Jonson

76. The Neutron Halo of Extremely Neutron-Rich Nuclei Europhys. Lett. 4 (1987) 409-414 Han95 P.G.Hansen, A.S.Jensen, B.Jonson Nuclear Halo

77. Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 45 (1995) 591-634 Har70 S.A. Harbison, R.J. Griffiths, N.M. Stewart, A.R. Jhonston, G.T.A. Squier

78. T.Higo, S. Matsuki, Y. Kadota, K. Ogino

79. Sistematic study of the (d,p) reaction with 56 VeV polarized deuterons Nucl. Phys. A 419 (1984) 530-546 Ike92 Kiyomi Ikeda

80. Structure of neutron rich nuclei: A typical example of the nucleus 11 Li Nucl. Phys., A 538 (1992) 355-365 Jac70 C.G. Jacobs and R.E. Brown

81. Elastic Scattering of He3 by He4 from 17.8 to 30.0 MeV Phys. Rev. С 1, (1970) 1615-1621 Jar67. N. Jarmie, R.H. Stokes, G.G. Ohlsen and R.W. Newsome

82. Experimental Study of Excited 4H, 4He and 4Li Nuclear Systems Phys Rev 161 (1967) 1050-1060 Kob88 T. Kobayashi, O. Yamakawa, K. Omata, K. Sugimoto, T. Shimoda, N.Takahashi, I. Tanihata

83. Projectile Fragmentation of the Extremely Neutron-Rich Nucleus nLi at 0.79 GeV/nucleon

84. Phys. Rev. Lett. 60 (1988) 2599-2602 Kob89 T. Kobayashi, S. Shimoura, I. Tanihata, K. Katori, K. Matsuta, T.Minamisono, K. Sugimoto, W. Mtiller, D. L. Olson, T. J. M. Symons, H.Wieman

85. Electromagnetic dissociation and soft giant dipole resonance of the neutron-dripline nucleus 11 Li Phys. Lett. В 232 (1989) 51-55 Kob97 T. Kobayashi, KYoshida, A.Ozawa, I. Tanihata, A.A.Korsheninnikov, E.Yu.Nikolsky, T.Nakamura

86. Quasifree Nuelton-knockout Reactions from Neutron-rich Nuclei by a Proton Target: pfHe,pn)5He, p^Li,pn)10Li, pfHe,2p)5Hp^L,2p)10He Nucl. Phys. A 616 (1997) c223-c230 Kor95 A.A. Korsheninnikov, E.Yu. Nikolsky, T. Kobayashi, D.V. Aleksandrov,

87. M. Fujimaki, H. Kumagai, A.A.Ogloblin, A.Ozawa, I.Tanihata,Y.Watanabe KYoshida

88. Spectroscopy of12 Be and13Be using12Be radioactive beam Phys. Lett. В 343 (1995) 53-58 Kor97 A.A Korsheninnikov, E.A.Kuzmin, E.Yu.Nikolsky, C.A.Bertulani,

89. Excited State of7He and Its Unique Structure Phys.Scr. T88 (2000) 199-202 KorOl A. A. Korsheninnikov, M.S. Golovkov, I. Tanihata, A.M. Rodin,

90. A.S.Fomichev, S.I. Sidorchuk, S.V. Stepantsov, M.L. Chelnokov, V.A.Gorshkov, D.D.Bogdanov, R. Wolski, G.M. Ter-Akopian, Yu.Ts.Oganessian, W. Mittig, P.Roussel-Chomaz, H. Savajols,

91. E.A.Kuzmin, E.Yu. Nikolsky, A.A. Ogloblin, Superheavy Hydrogen 5H

92. Phys. Rev. Lett. 87 (2001) 092501 (4) Lan58 A.M. Lane and R.G. Thomas

93. F.Nickel, T. Nilsson, G. Nyman, A. Richter, K. Riisager, C.Scheidenberger,

94. G. Schrieder, H. Simon, O. Tengblad, M.V.Zhukov Evidence for a New Low-Lying Resonance State in7He

95. Phys. Rev. Lett. 88 (2002) 102501 (4)1. Mei031. Mil861. Mor69.1. Muk961. Oer95

96. Searching for the 5H Resonance in the t+n+n System Nucl. Phys. A 723 (2003) 13-31

97. Meister, L.V.Chulkov, H.Simon, T.Aumann, M.J.G.Borge, Th.W.Elze,

98. H.Emling, H.Geissel, M.Hellstrom, B.Jonson, J.V.Kratz, R.Kulessa, Y.Leifels, K.Markenroth, G.Munzenberg, F.Nickel, T.Nilsson, G.Nyman, V.Pribora, A.Richter, K.Riisager, C. Scheidenberger, G.Schrieder, O.Tengblad, M.V.Zhukov

99. The t + n + n System and 5H Phys.Rev.Lett. 91 (2003) 162504 (4) Miljanic, S. Blagus and M. Zadro 4H and (n, ax) Reactions on 6Li and 7Li Phys. Rev. С 33 (1986) 2204-2205 L.W. Morrou, W. Haeberli

100. Proton Polarization in p-3He Elastic Scattering between 4 and 11 MeV Nucl. Phys. A 126 (1969) 225-232

101. Nucl.Phys. A588, (1995) cl29-cl34 Oga92 Y. Ogawa, K. Yabana, Y. Suzuki

102. Glauber model analysis of the fragmentation reaction cross sections of11 Li Nucl. Phys. A 543 (1992) 722-750 Pai70 G. Paic, J.C. Young, D.J. Margaziotis

103. A Modified Impulse Approximation Calculation of the n-n Quasi free Scattering and the Chew-Low Extrapolation in the D(p,NN)N Reaction Phys. Lett. В 32 (1970) 437-440 Pen95 Yu.E. Penionzhkevich

104. B.Jonson, W.Kurcewicz, G.Nyman, A.Richter, O.Tengblad, K.Wilhelmsen, and ISOLDE Collaboration

105. Nucl. Instr. And Meth. in Phys. Res. В 126 (1997) 236-241 Rog64 P.C. Rogers, R.H. Stokes

106. A Search for 4H, Protons from 3H(d,p) Phys. Lett. 8 (1964) 320-321 RogOl G.V. Rogachev, J.J. Kolata, F.D. Becchetti, P.A. DeYoung, M. Hencheck,

107. K. Hell and, J.D. Hinnefeld, B.Hughey, P.L. Jolivette, L.M. Kiessel, H.-Y. Lee, M.Y. Lee, T.W. O'Donnell, G.F. Peaslee, D. Peterson, D.A. Roberts, P. Santy, S.A. Shaheen

108. Proton elastic scattering from 7Be at low energies Phys. Rev. С 64 (R) (2001) 061601 (4) Rog03 G.V. Rogachev, V.Z. Goldberg, J.J. Kolata, G. Chubarian, D. Aleksandrov,

109. A. Fomichev, M.S. Golovkov, Yu.Ts. Oganessian, A. Rodin,

110. B.Skorodumov, R.S. Slepnev, G. Ter-Akopian, W.H. Trzaska, and R. Wolski

111. Elastic Scattering of Fast Neutrons by Tritium and He Phys. Rev. 119 (1960) 1981-1991 Sen82 U. Sennhauser, H.J. Pfeffer, H.K. Walter, F.W. Schlepuetz, H.S. Pluys,

112. R.Engfer, R. Hartaman, E.A. Hermes, P. Heusi, H. Isaak and W.H.A.Hesselink

113. Spectroscopy of Single and Correlated Charged Particles Emitted Following Bound Pion Absorption in 6Li and 7Li Nucl. Phys. A 386 (1982) 429-446 Set87 K.Seth, M.Artuso, D.Barlow, S.Iversen, M.Kaletka, H.Nann, B.Parker,1. R. Soundranay agam

114. N.Yoshikawa, O.Yamakawa, K.Sugimoto, T.Kobayashi, D.E.Greiner, N.Takahashi, Y.Nojiri

115. Phys.Rev. Lett. 55 (1985) 2676-2679 Tan92 I.Tanihata, D.Hirata, T.Kobayashi, S.Shimoura, K.Sugimoto, H.Toki

116. Revelation of Thick Neutron Skins in Nuclei Phys.Lett. В 289, (1992) 261- 266 Til92 D.R. Tilley, H.R. Weller and G.M. Hale

117. Energy Levels of Light Nuclei A =4 Nucl. Phys. A 541 (1992) 1-104 Til95 I.Tilquin, Y.E1 Masri, M. Parlog, Ph. Collon, M. Hadri, Th. Keutgen,

118. J.Lehmann, P. Leleux, P. Lipnik, A. Ninane, F. Hanappe, G. Bizard, D.Dunand, P. Mosrin, J. Peter, R. Regimbart, B. Tamain Detection Efficiency of the Neutron Modular Detector DEMON and Related Characteristics

119. Nucl. Instr. And Meth. in Phys. Res. A 365 (1995) 446-461 Til02 D.R. Tilley, C.M. Cheves, J.L. Godwin, G.M. Hale, H.M. Hofmann,

120. J.H.Kelley, C.G. Sheu and H.R. Weller Energy Levels of Light Nuclei A =5,6.7 Nucl. Phys.A 708 (2002) 10 Til04 D.R. Tilley, J.H. Kelley, J.L. Godwin, D.J. Millener, J.E. Purcell, C.G.

121. Sheu and H.R. Weller Energy Levels of Light Nuclei A =8,9,10 Nucl. Phys. A 745 (2004) 155-362 Тошбб T.A. Tombrello

122. Phase-Shift Analysis ofT(n,n)T Phys. Rev. 143 (1966) 112-11A Tim02. N.K. Timofeyuk

123. Shell Model Approach to Construction of a Hyperspherical Basis for A Identical Particles: Application to Hydrogen and Helium Isotopes Phys. Rev. С 65 (2002) 064306 (11) Var91 R.L. Varner, W.J. Thompson, T.L. McAbee, E.J. Ludwig, and T.B. Clegg

124. A global nucleon optical modtlpotential Phys. Rep. 201, (1991) 57-119 Vol05 A. Volya, V. Zelevinsky

125. Discret and Continuum Spectra in the Unified Shell Model Approach Phys. Rev. Lett. 94 (2005) 052501 (4)

126. War96 R. E. Warner, R. A. Patty, P. M. Voyles, A. Nadasen, F. D. Becchetti, J.

127. A.Brown, H. Esbensen, A. Galonsky, J. J. Kolata, J. Kruse, M. Y. Lee, R. M. Ronningen, P. Schwandt, J. von Schwarzenberg, В. M. Sherrill, K.Subotic, J. Wang, and P. Zecher

128. Total reaction and 2n-removal cross sections of 20-60A MeV 4Л8Не, 6-9,11 Li, and10Be on Si Phys. Rev. С 54 (1996) 1700-1709 Wat52 K.M. Watson

129. The Effect of Final State Interaction on Reaction Cross Section Phys. Rev. 88 (1952) 1163-1171 Wei77 R.B. Weisenmiller, , N.A. Jelley, D. Ashery, K.H. Wilcox, G.J. Woznjak, M.S. Zisman and J. Cerny

130. Search for excited states in He with the (d,p) reaktion Phys. Rev. С 72 (R) (2005) 061301 (5) Wur97 J. Wurzer, H.M. Hofmann

131. Structure of the helium isotopes 4He-8He Phys. Rev. С 55 (1997) 688-698 Yas90 M. Yasue, M.H. Tanaka, T. Hasegawa, K. Nisimura, S. Kubono, H.

132. Nucl. Phys. A 510 (1990) 285-300 You68. P.G. Young, R.H. Stokes and G.G. Ohlsen

133. Search for the Ground State of5H by Means of the 3H(t,p) Reaction1. Yuk031. Zio681. Zhu931. Zhu94

134. Phys. Rev. 173 (1968) 949-951

135. Tritium target for research in exotic neutron-excess nuclei

136. Nucl. Instrum. And Meth. in Phys. Res. A 513 (2003) 439-447

137. R. Ziock, R. Minehart, L. Coulson and W. Grubb1.vel Structure of4H

138. Phys. Rev. Lett. 20 (1968) 1386-1389

139. M. V. Zhukov, B.V. Danilin, D.V. Fedorov, J.M. Bang, I.J. Thompson, J.S.Vaagen

140. Bound state properties of Borromean halo nuclei: 6He and11 Li Phys.Rep. 231 (1993) 151-199

141. M. V. Zhukov, A.A. Korsheninnikov, M.H. Smedberg Simplified a+4n model for the 8He nucleus Phys. Rev. С 50 (1994) R1-R4