Jdra halo

Eksperymenty z wykorzystaniem

wiązek radioaktywnych c.d.

Halo neutronowe

w jądrach lekkich

Halo protonowe jest

poszukiwane dla: 8_B, 17_F, 17_Ne, 20_Mg

Berkeley 1985 r.

W eksperymencie, w którym mierzono przekrój czynny na oddziaływanie dla różnych izotopów Li jako pocisków,

stwierdzono znacznie większy przekrój czynny dla izotopów

11_{Li - przyjęto, że rozmiar tego}

jądra jest znacznie większy niż innych izotopów - efekt halo

Przekrój czynny na reakcje A + 12_C

dla energii wiązki 800A MeV

wyraźny wzrost

σ

17_F 17_Ne

Własności jąder halo

1. występowanie w pobliżu linii oderwania nukleonu - zjawisko progowe

2. nukleony halo charakteryzują się małą energią wiązania

rozciągłą funkcją falową

występują w stanach o l = 0, 1 3. znane są halo 1- i 2- nukleonowe

Jądro stabilne

Jądro z

nadmiarem neutronów

p n

Porównanie potencjału jąder stabilnych i dalekich od ścieżki stabilności

Funkcja falowa nukleonu walencyjnego w jądrach w pobliżu linii oderwania nukleonu jest bardzo rozciągła

1

1

-

_-

Neutronowe Halo

_{Neutronowe Halo}

S

S

_n

_n

<

_<

1

1

MeV

MeV

l

l

n

n

= 0, 1

= 0, 1

11

11

_B,

_B,

19

19

_{C, ...}

_{C, ...}

2

2

-

_-

Neutronowe Halo

_{Neutronowe Halo}

6

6

_He,

_He,

11

11

_Li,

_Li,

14

14

_Be,

_Be,

17

17

_{B, ...}

_{B, ...}

S

S

_2n

_2n

> 0

_{> 0}

S

Przy wysokich energiach pocisków reakcje są:

a) bezpośrednie (ze względu na krótki czas oddziaływania), a więc zdominowane przez przejścia jednocząstkowe

b) ograniczają się głównie do powierzchni jądra

Reakcje bezpośrednie są doskonałym próbnikiem jednocząstkowej struktury jądra

W reakcji powierzchniowej jest znacznie łatwiej wybić nukleon walencyjny niż nukleon rdzenia

Eksperyment

Eksperyment

-

-

zdarcie 1 nukleonu

zdarcie 1 nukleonu

1.

1.

σ

σ

ρ

ρ

2. pomiar rozkładu pędu rdzeniapomiar rozkładu pędu rdzenia

p

d

σ

/

_dp

γ

REVIEW: Hansen, TostevinTostevin, , AnnAnn. . RevRev. . NuclNucl. Part. . Part. SciSci. (2003). (2003)

γ

Energia separacji S_n 1-neutronu, przekrój czynny na oddziaływanie i szerokość rozkładu pędów wyznaczone w reakcji zdarcia 1 neutronu z pocisku A_{C na} tarczy 12_C

1-neutronowe halo w

_C

T+1N Tarcza v_rdzeń v_n v₀ v₀

p

p

= p

= p

+

+

p

p

E

E

=

₌

µ

µ

(

₍

v

v

-

_-

v

v

)

₎

/2

/2

θ

θ

Zdarcie 1

Zdarcie 1

-

-

nukleonu i przejście do stanu niezwiązanego:

nukleonu i przejście do stanu niezwiązanego:

“

“

kompletna kinematyka

kompletna kinematyka

”

”

C(

C(

_Li,

_Li,

_Li+n)

_Li+n)

_{@ 287}

_{@ 287}

_MeV

_MeV

_/

_/

_nucleon

_nucleon

_*

_*

*

* H. Simon et al., PRL (1999)H. Simon et al., PRL (1999) Glauber

Glauber Theory: CA Theory: CA BertulaniBertulani, PG Hansen, , PG Hansen, nuclnucl--thth/0407026/0407026

C C22_{S (S (ννpp} 1/2 1/2) )

≈

≈

≈

≈

≈

≈

Opis teoretyczny jąder halo

1. Model powłokowy nie opisuje podstawowych własności jąder halo

2. Model wielociałowy

jądra z halo 1-neutronowym: układ 2-ciałowy (rdzeń + nukleon) związany przez potencjał oddziaływania

jądra z halo 2-neutronowym: układ 3-ciałowy wymaga rozwiązania 3-ciałowego równania Schrödingera

Jądra o strukturze 2n- halo trzeba traktować jak układy 3-ciałowe; uwzględnienie oddziaływań pomiędzy wszystkimi 3 ciałami jest konieczne do istnienia takiego jądra w stanie związanym np. 6_He, 11_Li

Takie podejście teoretyczne jest poparte przez obserwacje

eksperymentalne - w reakcji break-up 6_{He czy} 11_{Li obserwowane są}

Schemat

poziomów

w modelu

powłokowym

Struktura

Struktura

_Be

_Be

p

n

Figure

Figure courtesy Jeff Tostevincourtesy Jeff Tostevin, Surrey, Surrey

Struktura

Struktura

_Be

_Be

--[1p

]

[2s

]

-1n

p

n

[1d

]

γ

Czy struktura halo istnieje

w cięższych jądrach?