ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА, 2020, том 83, № 4, с. 288-294
ЯДРА
ДАННЫЕ О НЕЙТРОН-НЕЙТРОННОЙ ДЛИНЕ РАССЕЯНИЯ,
ИЗВЛЕЧЕННЫЕ В РЕАКЦИИ n +2H → n + n + p ПРИ En = 60 МэВ
© 2020 г. Е. С. Конобеевский1),2)*, А. А. Афонин1), С. В. Зуев1),
А. А. Каспаров1), В. В. Мицук1),2), М. В. Мордовской1),2), С. И. Поташев1)
Поступила в редакцию 25.12.2019 г.; после доработки 25.12.2019 г.; принята к публикации 25.12.2019 г.
1S0 nn-длина рассеяния измеренав реакции nd-развала при энергии 60 МэВ. Эксперимент проведен в
геометрии взаимодействия в конечном состояниис регистрациейвсех трех вторичных частиц. Значение
длины рассеяния ann = -16.3 ± 0.5 Фм получено из сравнения экспериментальной зависимости вы-
хода реакции nd-развала от относительной энергии nn-пары с результатами моделирования. Анализ
данного значения длины рассеяния в совокупности с данными, полученными в других экспериментах
по nd- и dd-развалу, подтверждает гипотезу о влиянии 3N-сил на величины извлекаемых параметров
nn-взаимодействия в этих реакциях.
DOI: 10.31857/S0044002720040145
1. ВВЕДЕНИЕ
Точные экспериментальные данные о длинах
рассеяния и их различии позволяют получить коли-
Одной из важных проблем ядерной физики яв-
чественную оценку нарушения зарядовой симмет-
ляется принцип зарядовой независимости ядерных
рии (НЗС) ядерных сил ΔaНЗС = app - ann. Длина
сил, сформулированный В. Гейзенбергом в 1932 г.
протон-протонного рассеяния была определена с
По определению зарядовая независимость — это
высокой точностью из экспериментов по прямому
инвариантность относительно любого вращения в
рассеянию протона на протоне, и ее современ-
изоспиновом пространстве. Зарядовая симметрия
ное значение app = -7.8149 ± 0.0029 Фм приведено
означает, что в синглетном1S0-состоянии протон-
в [1]. Это экспериментальное значение включает
протонное и нейтрон-нейтронное взаимодействия
вклад кулоновского взаимодействия. Если уда-
после вычитания электромагнитных эффектов яв-
лить кулоновское pp-взаимодействие, то получен-
ляются слегка различными. В современном по-
нимании зарядовая симметрия ядерных сил свя-
ное значение aNNpp = -17.3 ± 0.4 Фм принимается
зана с разностью масс u- и d-кварков и элек-
в настоящее время как ядерная часть длины pp-
тромагнитным взаимодействием между кварками.
рассеяния [2].
Наиболее очевидный и важный случай проявле-
Нейтрон-нейтронная длина рассеяния опреде-
ния этого эффекта — нейтрон-протонная разница
ляется в основном в реакциях n + d → p + n + n
масс. Особую роль в определении меры нарушения
и π- + d → γ + n + n при исследовании взаимо-
зарядовой симметрии ядерных сил играет иссле-
действия в конечном состоянии двух нейтронов,
дование низкоэнергетических характеристик NN-
имеющих малую относительную энергию. В [3, 4]
взаимодействия в синглетном спиновом состоя-
высказано предположение, что разброс значений
нии — длин рассеяния и энергий виртуального1S0-
ann (от -16 до -22 Фм), полученный в реакциях
уровня. Благодаря существованию виртуального
с тремя частицами в конечном состоянии [5-12],
уровня с энергией (ENN ) близкой к нулю, соответ-
может быть связан со значительным влиянием 3N-
ствующие длины рассеяния нейтрон-нейтронного
сил.
(ann) и протон-протонного (app) взаимодействия
По мнению авторов дибарионной модели [13,
велики по абсолютной величине и весьма чув-
14], в ней может возникнуть новый механизм —
ствительны к небольшим различиям nn- и pp-
обмен скалярным мезоном между нуклоном и син-
потенциалов.
глетным дибарионом. Такое дополнительное взаи-
модействие может привести к изменению значений
1)Институт ядерных исследований Российской академии
ann и Enn, извлекаемых из реакции с двумя нейтро-
наук, Москва, Россия.
нами в конечном состоянии. Степень этого изме-
2)Московский физико-технический институт (националь-
нения может зависеть от относительной скорости
ный исследовательский университет), Долгопрудный,
Россия.
фрагментов — nn-пары и протона, и для ее оценки
*E-mail: konobeev@inr.ru
в [3, 4] был введен некий кинематический фактор R,
288
ДАННЫЕ О НЕЙТРОН-НЕЙТРОННОЙ ДЛИНЕ РАССЕЯНИЯ
289
R, Фм
2. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА
12
В 2019 г. в ИЯИ РАН модернизирована экс-
периментальная установка на нейтронном канале
РАДЭКС [11] и проведен кинематически полный
8
эксперимент по исследованию реакции n +2H →
→ n + n + p при энергии налетающих нейтронов
4
≥60 МэВ с целью определения энергии вирту-
ального nn-состояния Enn и длины рассеяния
0
ann. Для определения энергии виртуального nn-
10
20
30
40
50
60
состояния Enn и связанной с этой величиной длины
En, МэВ
рассеяния ann необходимо регистрировать в сов-
падении два нейтрона, вылетающие в узком конусе
Рис. 1. Зависимость параметра R от энергии налетаю-
углов относительно направления движения их цен-
щих нейтронов в реакции n +2H → (nn) + p.
тра масс, измерять энергию каждого нейтрона E1 и
E2 и угол Θ между ними.
В этой постановке эксперимента нейтрон-
от которого может зависеть дополнительное 3N-
нейтронное взаимодействие в конечном состоянии
взаимодействие.
(ВКС) проявляется в виде максимума в распреде-
Рассмотрим реакцию n +2H → n + n + p, в ко-
лении выхода реакции от относительной энергии
торой в промежуточном состоянии разлетаются
двух нейтронов
nn-пара и заряженный фрагмент (p). Скорость
√
1
разлета фрагментов можно рассчитать по кине-
ε=
(E1 + E2 - 2
E1E2 cos Θ),
(1)
2
матике двухчастичной реакции n +2H → (nn) +
+ p. Выберем произвольный интервал времени t
форма которого чувствительна к величине ann. Для
(выбор определенного значения t не имеет значения
описания этого распределения часто используется
из-за очевидного масштабирования) и определим
формула Мигдала-Ватсона (МВ):
расстояние R, на которое разлетятся фрагменты за
√ε
это время. Поскольку скорость разлета фрагмен-
FМВ = A
(2)
ε+Enn
тов в различных экспериментах, проведенных при
различных энергиях налетающих частиц различна,
Здесь Enn — абсолютное значение энергии вирту-
то и параметр R будет различаться.
ального1S0 состояния nn-системы, которое может
быть получено из сравнения экспериментального
На рис. 1 показана зависимость параметра R
от энергии налетающих нейтронов в реакции n +
распределения и результатов моделирования для
различных значений Enn, m — масса нейтрона,
+2H → (nn) + p. Можно предположить, что чем
√ε — множитель, связанный с фазовым объемом,
больше параметр R, тем быстрее nn-пара вылетает
A —нормировочный коэффициент.
из области 3N-взаимодействия и тем меньше вли-
яние 3N-сил на величины извлекаемых параметров
Энергия виртуального уровня Enn связана с
nn-взаимодействия — длины рассеяния и энергии
длиной нейтрон-нейтронного рассеяния ann соот-
виртуального состояния, и таким образом можно
ношением [15]
игнорировать вклад 3N-сил в интерпретацию ре-
1
(mnEnn )1/2
1
mnEnn
зультатов для ann (или Enn) в данном эксперимен-
=-
-
rnn
+ ...,
(3)
те. Отметим, что наибольшее значение параметра
ann
ℏ2
2
ℏ2
R = 8.3 Фм соответствует эксперименту по извле-
где rnn — эффективный радиус nn-взаимодействия.
чению длины рассеяния в реакции nd-развала при
В эксперименте измерены энергии двух нейтро-
энергии первичных нейтронов 40 МэВ [11].
нов при угле разлета ≈5◦ в кинематической обла-
Для проверки гипотезы о зависимости извле-
сти, отвечающей малой энергии их относительно-
каемых параметров NN-взаимодействия от отно-
го движения ε, где наиболее сильно проявляется
сительного расстояния между NN-парой (сингле-
нейтрон-нейтронное ВКС.
том) и третьей частицей можно провести допол-
нительные исследования малонуклонных реакций
3. КИНЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
для различных прогнозируемых значений пара-
РЕАКЦИИ n +2H → n + n + p
метра R. Можно предположить, что исследова-
ние реакции nd-развала, например, при энергии
Чтобы определить необходимые условия экс-
60 МэВ (R = 10.5 Фм), должно привести к мень-
перимента и параметры экспериментальной уста-
шему влиянию 3N-сил на извлекаемые параметры
новки, необходимо провести детальное моделиро-
nn-взаимодействия.
вание исследуемой реакции. Для этой цели были
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83
№4
2020
290
КОНОБЕЕВСКИЙ и др.
N, отн. ед.
80
1
2
60
3
40
20
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
ε, МэВ
Рис. 2. Зависимости выхода реакции nd-развала от относительной энергии nn-пары по формуле Мигдала-Ватсона (2)
для различных значений энергии виртуального состояния Enn; 1 — 0.07 МэВ, 2 — 0.13 МэВ, 3 — 0.19 МэВ.
N, отн. ед.
800
1
600
2
400
3
200
0
0.1
0.2
0.3
0.4
ε, МэВ
Рис. 3. Моделированные зависимости выхода реакции nd-развала от ε с учетом экспериментальных условий: E0 =
= 60 МэВ, Θ2n = 60◦, ΔΘ = 5◦ для различных значений энергии виртуального состояния Enn; 1 — 0.07 МэВ, 2 —
0.13 МэВ, 3 — 0.19 МэВ.
использованы программы кинематического моде-
На втором этапе рассматривается развал (nn)-
лирования реакций с тремя частицами в конечном
системы: (nn) → n1 + n2, и рассчитываются углы
состоянии [16].
вылета и кинетические энергии двух нейтронов Θ1,
При этом трехчастичная кинематика реакции
Θ2, E1, E2 в лабораторной системе координат. За-
тем учитываются условия эксперимента: располо-
n + 2H → n + n + p моделируется в два этапа. На
жение и количество детекторов, их энергетическое
первом этапе рассматривается образование пары
и угловое разрешение. Из полного числа разыг-
нейтронов с эффективной инвариантной массой
рываемых событий отбираются события, соответ-
Mnn = 2mn + Enn в двухчастичной реакции n +
ствующие одновременному попаданию протона в
+2H → (nn) + p и рассчитываются углы вылета
протонный детектор и пары нейтронов с углом
и кинетические энергии протона Θp, Ep и центра
разлета ΔΘ в два соответствующих нейтронных
масс nn-пары Θ2n, E2n в лабораторной системе
детектора.
координат. При этом зависимость выхода реакции
от ε учитывается количеством разыгрываемых со-
В результате такого моделирования получается
соответствующая условиям эксперимента зависи-
бытий с разными ε согласно кривым, рассчитанным
по формуле МВ (2) с определенным значением
мость выхода реакции n +2H → n + n + p от ε для
параметра Enn (или ann) (кривые 1, 2 и 3 на рис. 2).
заданных значений энергии первичного нейтрона,
угла разлета нейтронов и длины nn-рассеяния
В результате вводится зависимость формы
(рис. 3).
распределения выхода реакции от длины nn-
рассеяния. При этом учитывается случайный раз-
Таким образом, для получения данных об энер-
брос по энергетической ширине пучка первичных
гии виртуального nn-состояния в реакции nd-
нейтронов, соответствующей экспериментальной.
развала необходимо регистрировать протон и два
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83
№4
2020
ДАННЫЕ О НЕЙТРОН-НЕЙТРОННОЙ ДЛИНЕ РАССЕЯНИЯ
291
N, соб.
104
n
103
C6D6
1
2
60°
102
3
150 см
101
20
40
60
80
100
En, МэВ
Рис. 5. Энергетический спектр первичных нейтронов,
вызвавших реакцию n +2H → n + n + p в дейтерие-
4
вой мишени.
нейтроны детектировались годоскопом, состоящим
Рис. 4. Экспериментальная установка: 1 — вольфра-
из семи детекторов. Центральный детектор годо-
мовая нейтронообразующая мишень, 2 — коллиматор,
3 — активная C6D6-мишень-детектор, 4 —годоскоп
скопа располагался под углом 60◦ относительно
нейтронных сцинтилляционныхдетекторов.
оси нейтронного пучка на расстоянии 150 см от
дейтериевой мишени. Остальные шесть детекторов
находились на окружности в плоскости, перпенди-
нейтрона и измерять энергии обоих нейтронов при
кулярной направлению из мишени на центральный
определенном угле их разлета (например, ΔΘ ≈
детектор, при этом углы разлета между централь-
≈ 5◦).
ным и внешними детекторами и между всеми сосед-
ними внешними детекторами составляли 5◦. Энер-
гия нейтронов определялась по времени пролета
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
нейтронов до детектора, при этом стартовым сиг-
Новые данные о значениях Enn и ann в реакции
налом времяпролетной системы служил временной
n + 2H → n + n + p при энергии 60 ± 5 МэВ были
сигнал от активной сцинтилляционной мишени.
получены на нейтронном пучке канала РАДЭКС
В эксперименте сигналы с активной мишени
Московской мезонной фабрики ИЯИ РАН. Схема
(от вторичного протона реакции nd-развала) и
установки показана на рис. 4. В качестве источника
всех детекторов нейтронного годоскопа подава-
нейтронов использовалась ловушка пучка прото-
лись на входы дигитайзера (цифрового сигнального
нов с энергией 209 МэВ линейного ускорителя
процессора) CAEN-DT5742. Дигитайзер DT5742
ИЯИ. Образованные в вольфрамовой мишени тол-
имеет следующие характеристики: количество вхо-
щиной 60 мм нейтроны коллимировались под углом
дов 16 + 1, максимальная частота оцифровки
0◦ на длине 12 м, формируя пучок с диаметром
5 × 109 выборок с-1 (шаг временной развертки
∼50 мм на измерительной дейтериевой мишени.
0.2 нс, 1024 канала), амплитудное разрешение 212,
Хотя энергетический спектр нейтронов канала
буферная память на 128 событий. Малый шаг вре-
РАДЭКС, падающих на мишень, широк и вклю-
менной развертки (цена канала времяпролетного
чает все энергии вплоть до предельной, равной
спектра) 0.2 нс позволил использовать его для
энергии пучка протонов, одновременная регистра-
временного анализа.
ция в конечном состоянии трех частиц (протона и
Запуск регистрации осциллограмм поданных
двух нейтронов) позволяет восстановить энергию
сигналов происходит от срабатывания внутреннего
первичного нейтрона в реакции n +2H → n + n +
дискриминатора TR0 по сигналу активной мишени-
+ p для каждого зарегистрированного события. На
детектора. Доступный диапазон записи по време-
рис. 5 показан реконструированный спектр нейтро-
ни — 200 нс (1024 × 0.2 нс). Оцифрованные сиг-
нов, падающих на дейтериевую мишень и вызыва-
налы записывались в буферную память, а по ее
ющих коррелированные события в активной C6D6-
заполнении передавались в основной компьютер.
мишени и двух нейтронных детекторах.
Обработка информации велась только в режиме
В эксперименте C6D6-сцинтиллятор (EJ315)
“off-line”. Она состояла из определения амплитуд
использовался как в качестве дейтериевой мишени,
и площадей импульсов, получения времен возник-
так и детектора вторичных протонов. Вторичные
новения сигналов в детекторах, цифрового анализа
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83
№4
2020
292
КОНОБЕЕВСКИЙ и др.
N, отн. ед.
лась из измеренных энергий двух нейтронов и угла
800
их разлета по формуле (1). Затем из отобранных
1
событий формировалась зависимость выхода ре-
600
акции от относительной энергии ε для выбранного
интервала энергии первичных нейтронов.
2
400
3
5. ИЗВЛЕЧЕНИЕ ДАННЫХ
200
О ДЛИНЕ nn-РАССЕЯНИЯ
Для определения энергии виртуального nn-
0
уровня Enn (длины рассеяния ann) эксперимен-
0.02
0.04
0.06
0.08
тальная зависимость выхода реакции nd-развала
ε, МэВ
(ΔΘ)
dNэксп
сравнивается с результатами модели-
Рис. 6. Сравнение экспериментальной зависимости
dε
выхода реакции n +2H → n + n + p от ε и результа-
dNмод(ΔΘ)
рования
. На рис. 6 эксперименталь-
тов моделирования для различных значений Enn: 1 —
dε
0.07 МэВ, 2 — 0.135 МэВ и 3 — 0.17 МэВ. Энергия
ные данные для ΔΘ = 5◦ и энергии налетающих
первичных нейтронов 60 ± 5 МэВ, угол разлета вто-
нейтронов 60 ± 5 МэВ сравниваются с результа-
ричных нейтронов ΔΘ = 5◦.
тами моделирования для трех значений энергии
виртуального nn-уровня 0.17, 0.135 и 0.07 МэВ.
χ2
Для экспериментальных точек приведена полная
230
статистическая ошибка, включающая статисти-
ческую неопределенность процедуры вычитания
фона.
180
Процедура определения Enn (и соответствую-
щей длины рассеяния ann) велась для данных,
полученных при угле разлета 5◦. Для этого модели-
130
рование проводилось в широкой области значений
Enn от 0.07 до 0.24 МэВ. Далее минимизировалось
значение χ2 для экспериментальных и теоретиче-
80
ских (моделированных) точек, даваемое выраже-
нием
)2
30
( dNэксп(ΔΘ)
dNмод(ΔΘ)
0.03
0.08
0.13
0.18
-A
∑
dε
dε
Enn, МэВ
χ2(ann) =
(
)2
,
dNэксп(ΔΘ)
ε
Δ
Рис. 7. Зависимость χ2 от Enn для энергии налетаю-
dε
щих нейтроновEn = 60 ± 5 МэВ, угол разлета вторич-
(4)
ных нейтронов ΔΘ = 5◦. Значения χ2(Enn) получены
с использованием формулы (4) суммированием по 20
где A — нормировочный коэффициент, опреде-
точкам по ε (0.008-0.084 МэВ). Кривая — аппрокси-
мация квадратичным полиномом.
ляемый как отношение интегралов эксперимен-
тального и моделированного спектров по ши-
рокому интервалу значений ε (0-0.5 МэВ), а
формы импульсов для дискриминации нейтронных
dNэксп(ΔΘ)
Δ
— статистическая ошибка экспери-
событий от событий, вызванных γ-квантами. Про-
dε
ментальных точек.
водился отбор совпадающих событий — протона и
двух нейтронов в соседних детекторах нейтронного
Для нахождения Enn и статистической неопре-
годоскопа с углом разлета 5◦. Для каждого ото-
деленности ее значения, значения χ2(Enn) аппрок-
бранного события определялась энергия первично-
симировались квадратичным полиномом (рис. 7).
го нейтрона и, таким образом, события сортирова-
При этом χ2min определяет величину Enn, а стати-
лись по этой энергии. В частности, в настоящей ра-
стическая ошибка ΔEnn имеет вид
боте представлены данные для энергии первичных
ΔEnn =
Enn(χ2min) - Enn(χ2min + 1)
.
(5)
нейтронов реакции n +2H → n + n + p при En =
= 60 ± 5 МэВ.
Значения χ2(Enn), приведенные на рис. 7, полу-
Для каждого зарегистрированного события от-
чены суммированием по 20 точкам по ε (0.008-
носительная энергия двух нейтронов ε вычисля-
0.084 МэВ), однако изменение интервала подгонки
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83
№4
2020
ДАННЫЕ О НЕЙТРОН-НЕЙТРОННОЙ ДЛИНЕ РАССЕЯНИЯ
293
-ann, Фм
параметра нарушения зарядовой симметрии (НЗС)
23
ядерных сил ΔaНЗС = app - ann.
a
21
6. АНАЛИЗ ДАННЫХ
О ДЛИНЕ РАССЕЯНИЯ
19
На рис. 8a представлены данные о длине nn-
рассеяния для измерений, выполненных после
1998 г. [5-12], включая наши данные для nd-
17
развала при 40 МэВ [11], dd-развала при 15 МэВ
[12] и данные, полученные в настоящей работе
15
при энергии 60 МэВ. Следует отметить, что все
1995
2000
2005
2010
2015
2020
представленные данные были получены при разных
Год
-ann, Фм
энергиях и соответственно для разных значений
25
параметра R.
б
В [3, 4] было показано, что представленные
23
экспериментальные данные могут быть аппрокси-
мированы трехпараметрической экспоненциальной
21
функцией, зависящей от R:
ann(R) = a + bexp(-R/r0),
(6)
19
параметры которой a, b и r0 могут быть получены
17
из χ2-анализа данных.
При этом параметр a определяет асимптоти-
ческое значение ann, полученное экстраполяцией
150
2
4
6
8
10
12
этой кривой при R → ∞, и должен быть свободным
R, Фм
от вклада 3N-сил. Для использованных экспери-
Рис. 8. Данные о величине nn-длины рассеяния, по-
ментальных данных в [3, 4] было получено значение
лученные в реакции nd-развала и dd-развала: a —
параметра a ≡ ann(∞) = -15.8 ± 0.2 Фм.
в зависимости от года опубликования, б — в зави-
симости от параметра R. Штриховые линии — пре-
На рис. 8б представлены данные о величи-
дельные значения протон-протонной длины рассеяния
нах ann в зависимости от значений параметра R.
app = -17.3 ± 0.4 Фм, сплошные кривые — аппрок-
Значение нейтрон-нейтронной длины рассеяния,
симация экспериментальных точек зависимостью (6)
извлеченное в реакции nd-развала при энергии
при значениях параметра a = -15.9 ± 0.15 Фм. Точки:
60 МэВ (R = 10.5 Фм), также нанесено на график
ромбы — данные работ [5-12], квадрат — данные на-
стоящей работы.
R-зависимости (крайняя правая точка). χ2-анализ
практически не изменил параметры аппроксими-
рующей кривой a ≡ ann(∞) = -15.9 ± 0.15 Фм.
до 14 или 26 точек практически не приводит
к
Полученное экспериментальное значение ann =
изменению как величины длины рассеяния, так и
= -16.3 ± 0.5 Фм близко к предельному значению
статистической ошибки в ее определении (сред-
(постоянному члену аппроксимационной форму-
нее значение по трем подгонкам - Enn = 0.134 ±
лы), что на наш взгляд свидетельствует о прибли-
± 0.007 МэВ).
жении к значению длины рассеяния, не зависящему
от влияния 3N-взаимодействия.
Таким образом, для представленных данных
(En = 60 ± 5 МэВ, ΔΘ = 5◦) получено значение
энергии виртуального нейтрон-нейтронного состо-
7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
яния Enn = 0.134 ± 0.007 МэВ. Хотя имеются дан-
ные и для других энергий первичных нейтронов
Нейтрон-нейтронное ВКС исследовано в реак-
(например, 80 ± 5 МэВ), однако они были получены
ции nd-развала в кинематически полном экспери-
с худшей статистикой, что не позволило исполь-
менте при энергии 60 МэВ. Два нейтрона детекти-
зовать их для определения длины nn-рассеяния.
ровались в кинематической области ВКС при угле
Такому значению Enn при использовании формулы
разлета нейтронов ΔΘ = 5◦. Протон регистриро-
(3) при значении rnn = 2.83 Фм было сопоставле-
вался в активной C6D6-мишени-сцинтилляторе.
но значение нейтрон-нейтронной длины рассеяния
Энергии вторичных нейтронов определялись по
ann = -16.3 ± 0.5 Фм. Такое значение nn-длины
времени пролета, при этом стартовым сигналом
рассеяния может привести к пересмотру значения
системы TOF служил сигнал протона в активной
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83
№4
2020
294
КОНОБЕЕВСКИЙ и др.
мишени. Энергия первичного нейтрона восстанав-
per, D. Schmidt, I. Slaus, H. Tang, W. Tornow,
ливалась из кинематики реакции, а относительная
R. L. Walter, H. Witala, and Z. Zhou, Phys. Rev. Lett.
энергия nn-пары вычислялась для каждого собы-
83, 3798 (1999).
тия, используя значения энергий нейтронов и их
6.
D. E. Gonzales Trotter, F. Salinas Meneses,
угла разлета.
W. Tornow, C. R. Howell, Q. Chen, A. S. Crowell,
В этой постановке эксперимента нейтрон-
C. D. Roper, and R. L. Walter, Phys. Rev. C 73,
нейтронное ВКС проявляется в виде максимума в
034001 (2006).
распределении выхода реакции от относительной
7.
V. Huhn, L. Watzold, Ch. Weber, A. Siepe, W. von
энергии двух нейтронов, форма которого чувстви-
Witsch, H. Witala, and W. Gl ¨ockle, Phys. Rev. C 63,
тельна к величине Enn и связанной с ней величине
014003 (2000).
ann. Для определения энергии виртуального nn-
8.
W. von Witsch, X. Ruan, and H. Witala, Phys. Rev. C
уровня Enn экспериментальная зависимость выхо-
74, 014001 (2006).
да реакции nd-развала сравнивалась с результа-
9.
B. J. Crowe III, A. S. Crowell, J. Deng, C. R. Howell,
тами моделирования. Для представленных данных
R. A. Macri, R. S. Perdoni, S. Tajima, W. Tornow,
(En = 60 ± 5 МэВ, ΔΘ = 5◦) получено значение
W. von Witsch, R. L. Walter, and H. Witala, TUNL
энергии виртуального нейтрон-нейтронного состо-
Progr. Rep. XLV, 65 (2005-2006).
яния Enn = 0.134 ± 0.007 МэВ. Такому значению
10.
C. R. Howell, A. S. Crowell, J. Deng, J. H. Esterline,
Enn при использовании формулы (3) сопоставлено
M. R. Kiser, R. A. Marci, W. Tornow, B. J. Crowe
значение нейтрон-нейтронной длины рассеяния
III, R. S. Perdoni, S. Tajima, W. von Witsch, and
ann = -16.3 ± 0.5 Фм. Анализ данного значения
H. Witala, TUNL Progr. Rep. XLVIII, 57 (2008-
длины рассеяния в совокупности с данными,
2009).
полученными в других экспериментах по nd- и
11.
Е. С. Конобеевский, Ю. М. Бурмистров, С. В. Зуев,
dd-развалу, подтверждает гипотезу о влиянии 3N-
М. В. Мордовской, С. И. Поташев, ЯФ 73, 1343
сил на величины извлекаемых параметров nn-
(2010) [Phys. At. Nucl. 73, 1302 (2010)].
взаимодействия в этих реакциях [3, 4].
12.
Е. С. Конобеевский, С. В. Зуев, А. А. Каспаров,
В. М. Лебедев, М. В. Мордовской, А. В. Спасский,
ЯФ 78, 687 (2015) [Phys. At. Nucl. 78, 643 (2015)].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
13.
V. I. Kukulin, I. T. Obukhovsky, V. N. Pomerantsev,
1. V. G. J. Stoks, R. A. M. Klomp, C. P. F. Terheggen,
and A. Faessler, J. Phys. G 27, 1851 (2001).
and J. J. de Swart, Phys. Rev. C 49, 2950 (1994).
2. G. A. Miller, B. M. K. Nefkens, and I. Slaus, Phys.
14.
V. I. Kukulin, P. Grabmayr, A. Faessler,
Rep. 194, 1 (1990).
Kh. U. Abraamyan, M. Bashkanov, H. Clement,
3. E. S. Konobeevski, S. V. Zuyev, V. I. Kukulin, and
T. Skorodko, and V. N. Pomerantsev, Ann. Phys.
V. N. Pomerantsev, arXiv: 1703.00519v1 [nucl-th].
(N.Y.) 325, 1173 (2010).
4. Е. С. Конобеевский, С. В. Зуев, A. A. Каспаров,
15.
В. А. Бабенко, Н. М. Петров, Ядерна физика та
В. И. Кукулин, В. М. Лебедев, М. В. Мордовской,
енергетика 14(2), 135 (2013).
В. Н. Померанцев, А. В. Спасский, ЯФ 81, 555
16.
С. В. Зуев, А. А. Каспаров, Е. С. Конобеевский,
(2018) [Phys. At. Nucl. 81, 595 (2018)].
Изв. РАН. Сер. физ. 78, 527 (2014) [Bull. Russ.
5. D. E. Gonzales Trotter, F. Salinas, Q. Chen,
Acad. Sci. Phys. 78, 345 (2014)].
A. S. Crowell, W. Glockle, C. R. Howell, C. D. Ro-
DATA ON NEUTRON-NEUTRON SCATTERING LENGTH EXTRACTED
IN THE n +2H → n + n + p REACTION AT 60 MeV
E. S. Konobeevski1),2), A. A. Afonin1), S. V. Zuyev1), A. A. Kasparov1), V. V. Mitcuk1),2),
M. V. Mordovskoy1),2), S. I. Potashev1)
1) Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
2) Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University),
Dolgoprudny, Russia
1S0 nn-scattering length has been measured in the nd-breakup reaction at 60 MeV. The experiment was
performed in the final state interaction geometry with registration of all three secondary particles. The
scattering length ann = -16.3 ± 0.5 fm was obtained from a comparison of the experimental dependence of
the nd-breakup yield on the relative energy of nn pair with the simulation results. An analysis of this value of
the scattering length together with the data obtained in other experiments on nd and dd breakup confirms
the hypothesis about the influence of 3N forces on the values of nn-interaction parameters extracted in
these reactions.
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 83
№4
2020
