ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА, 2022, том 85, № 6, с. 397-408
ЯДРА
ПЕРСПЕКТИВЫ ПОИСКА НЕСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
В РЕЛЯТИВИСТСКОЙ ФРАГМЕНТАЦИИ ЯДЕР
©2022 г. Д. А. Артеменков1), В. Браднова1), О. Н. Кашанская2), Н. В. Кондратьева1),
Н. К. Корнегруца1), Э. Мицова1),3), Н. Г. Пересадько4), В. В. Русакова1),
Р. Станоева5),3), А. А. Зайцев1),4)*, И. Г. Зарубина1), П. И. Зарубин1),4)
Поступила в редакцию 22.06.2022 г.; после доработки 22.06.2022 г.; принята к публикации 24.06.2022 г.
Представлены перспективы эксперимента БЕККЕРЕЛЬ, посвященного экспериментальному иссле-
дованию в релятивистском подходе проблем физики ядерных кластеров. Используемый метод ядерной
эмульсии позволяет полно изучать релятивистские конечные состояния во фрагментации ядер.
В фокусе представляемого исследования находится динамика возникновения ядра8Be и состояния
Хойла, а также поиск распадающегося через них 4α-частичного конденсата. В таком контексте
представлено развитие анализа облучения ядрами84Kr при 950 МэВ/нуклон. Как продолжение
исследования легких ядер представлен статус поиска изобар-аналогового состояния ядра13N во
фрагментации ядер14N при 2 ГэВ/нуклон.
DOI: 10.31857/S0044002722060034
1. ВВЕДЕНИЕ
Состояние HS является вторым возбуждени-
ем ядра12C (обзор [2]) при 378 кэВ над 3α-
Присутствие в структуре легких ядер квартетов
порогом. Обособленность HS в начале спектра
протонов и нейтронов, спаренных по спину, прояв-
возбуждений12C и значение ширины Γ(HS) =
ляется в интенсивном образовании α-частиц в са-
= 9.3 ± 0.9 эВ делают его 3α-аналогом 8Be. Син-
мых разнообразных ядерных реакциях и распадах
тез12C в среде красных гигантов возможен через
[1]. Изучение ансамблей, состоящих из нескольких
слияние 3α → α8Be12C(0+2)12C (+2γ или
α-частиц, позволяет выявить роль нестабильных
e+e- с вероятностью порядка 10-4). Дальнейший
ядер8Be и9B и вести поиск их аналогов, начи-
синтез α12C16Oγ через подходящий по энер-
ная с 3α-состояния Хойла (HS). Наиболее яр-
гии уровень16O запрещен по четности, что опре-
ким образом α-кластеризация выражена в ядре
деляет относительную распространенность12C и
8Be. Энергия распада8Be 2α составляет все-
го 91.8 кэВ. Его ширина, составляющая 5.57 ±
16O и фактически выживание12C в астрофизи-
± 0.25 эВ, отвечает времени жизни, на 8-9 по-
ческих условиях горения гелия. Однако синтез
рядков большему временного масштаба реакции.
16O возможен в последовательности 12C12C
8Be является непременным продуктом распада9B
12C12C(0+2)16O8Be [2].
и HS. Основное состояние ядра9B выше порога
Определяя ключевую роль8Be и HS в ядер-
8Bep на 185.1 кэВ, а его ширина, составляющая
ной астрофизике, эти факты позволяют предполо-
0.54 ± 0.21 кэВ, также указывает на него как на
жить возможность возникновения их более тяже-
долгоживущее состояние.
лых аналогов. Не ограничиваясь ролью возбужде-
ния ядра12C, HS может проявляться в реакциях
1)Объединенный институт ядерных исследований, Дубна,
и с другими ядрами, что объединяет его, как и
Россия.
2)Гомельский государственный университет им. Ф. Скори-
8Be и9В, с другими фрагментами. Экзотически
ны, Гомель, Беларусь.
большие размеры этих трех объектов (например,
3)Институт ядерных исследований и ядерной энергии Бол-
в [3]), предсказываемые теоретически, критичны
гарской АН, София, Болгария.
для понимания механизма их генерации и фраг-
4)Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской ака-
ментации в целом. Обладая ядерно-молекулярной
демии наук, Москва, Россия.
5)Юго-западный университет “Неофит Рильский”, Благо-
структурой, они могут служить родоначальниками
евград, Болгария.
собственных ветвей возбуждений и состояний с
*E-mail: zaicev@jinr.ru
более сложным составом.
397
398
АРТЕМЕНКОВ и др.
Возросший интерес к нестабильным состояниям
В эксперименте БЕККЕРЕЛЬ предложено рас-
α-частиц мотивирован концепцией α-частичного
пространить этот подход на поиск состояний αBEC
конденсата Бозе-Эйнштейна (αBEC), выдвинутой
в событиях фрагментации средних и тяжелых ядер.
в начале 2000-х гг. в аналогии с квантовыми газами
Недавно был обнаружен быстрый рост вклада8Be,
атомной физики (обзор [3]). Проявлением αBEC
9B и HS с ростом числа сопровождающих α-
могут служить возбуждения-кратных ядер сра-
частиц. Объяснение этому эффекту может лежать
зу над порогами связи α-частиц. Сосуществуя с
в картине соединения образовавших α-частиц с
фермионными возбуждениями, они рассматрива-
ростом их плотности в фазовом пространстве [7].
ются на основе среднего поля бозонного типа,
Такой сценарий позволяет предположить возник-
формируемого газом почти идеальных бозонов в
новение αBEC не в результате подходящего воз-
S-состоянии при средней плотности в 4 раза ниже
буждения родительского ядра, а формирования
обычной.8Be и HS описываются как состояния 2-
состояний типа αBEC последовательным подхва-
и 3αBEC, а их распады могут служить сигнатурами
том сопровождающих α-частиц. Тогда αBEC мо-
более сложных распадовBEC. Существование
жет расцениваться как короткоживущее состояние
более тяжелых аналогов HS может обогатить сце-
ядерной материи предельно низкой плотности и
нарии нуклеосинтеза на пути к тяжелым ядрам.
температуры, не связанное с возбуждением роди-
Предложены экспериментальные подходы к по-
тельского ядра. Отбор событий с высокой мно-
иску αBEC во фрагментации легких ядер, среди
жественностью α-частиц может быть использован
которых и представляемый здесь (обзор [4]). В фо-
как усиливающий фактор в статистику событий-
кандидатов в αBEC. Итак, поиск αBEC на основе
кусе — состояние 0+6 ядра16O при 15.1 МэВ (или
инвариантной массы ансамблей релятивистских α-
660 кэВ над 4α-порогом), рассматриваемое как
частиц с предельно близкими 4-импульсами — это
4α-аналог HS с распадом на αHS или 28Be. Рас-
ближайшая перспектива эксперимента БЕККЕ-
смотрениеBEC как слабосвязанных нестабиль-
РЕЛЬ, обсуждаемая далее.
ных состояний указывает на новые возможности
Вместе с тем исследование образования легки-
их поиска с ростом энергии и массовых чисел
ми ядрами нестабильных состояний продолжится
порождающих ядер. Весьма ценно продемонстри-
в отношении поиска изобар-аналоговых состояний
ровать на основе релятивистской инвариантности
(ИАС) методом ЯЭ в релятивистской постановке.
универсальность кандидатовBEС.
Отвечая из-за массовых эффектов гораздо более
При фрагментации релятивистских ядер ансам-
высокой энергии и вместе с тем весьма малым
бли ядер He и H генерируются в предельно узком
ширинам. В этом аспекте заслуживают анализа
конусе. Пороги их детектирования отсутствуют,
имеющиеся облучения ЯЭ релятивистскими ядра-
а потери энергии минимальны. Из-за предельно
ми14N,22Ne,24Mg и28Si. В настоящее время
малой энергии распады8Be,9B и HS должны
ведется поиск ИАС13N(15.065) во фрагментации
проявляться как пары и тройки релятивистских
14N 3αp, ИАС8Be(16.6 + 16.9) в9Be 2α и
фрагментов He и H с наименьшими углами разлета.
ИАС9B(14.7) в10C 2α2p. Его предварительные
Согласно ширинам, распады8Be,9B и HS проис-
результаты представлены далее.
ходят при пробегах от нескольких тысяч (8Be и HS)
до нескольких десятков (9B) атомных размеров и
должны идентифицироваться минимальной инва-
2. ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДА ЯЭ
риантной массой. Ответ на эти вызовы дает метод
Возможности метода ЯЭ, сохраняющие уни-
ядерной эмульсии (ЯЭ), применение которого про-
кальность в представляемой теме, заслуживают
должилось в эксперименте БЕККЕРЕЛЬ. В слоях
напоминания. Облучаемые стопки собираются из
ЯЭ, продольно облученных релятивистскими ядра-
слоев размером до 10 × 20 см2 толщиной ЯЭ
ми, следы фрагментов наблюдаются полностью, а
200
мкм на стеклянной подложке и
550
мкм
их направления измеряются с наилучшим разреше-
без нее. Если пучок направляется параллельно
нием. Определение инвариантных масс ансамблей
плоскости слоев, то следы всех релятивистских
релятивистских фрагментов He и H в приближе-
фрагментов остаются достаточно долго в одном
нии сохранения скорости родительского ядра поз-
слое для трехмерной реконструкции углов. Под-
воляет спроецировать их угловые корреляции на
ложка обеспечивает
“жесткость” следов, а ее
масштаб относительной энергии, начиная с распа-
отсутствие позволяет вести их в соседние слои.
да8Be. Возможности и статус этих исследований
Факторами получения значительной статистики
представлены в обзорных публикациях [5-7]. Сре-
служат толщина и полный телесный угол детекти-
ди достижений — идентификация8Be,9B, а также
рования. В ЯЭ содержатся в близких концентра-
состояния Хойла во фрагментации легких ядер, в
циях атомы Ag и Br и CNO, а также в троекратно
том числе радиоактивных [6].
большем числе атомы H. Прослеживанием на
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 85
№6
2022
ПЕРСПЕКТИВЫ ПОИСКА НЕСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
399
микроскопах с объективами 20× следов исследу-
Наиболее точные измерения углов обеспечива-
емых ядер обеспечивается обнаружение порядка
ются применением координатного метода на мик-
тысячи взаимодействий без выборки или десятков
роскопах KSM-1 (Карл Цейсс, Иена) с объек-
периферических. Статистика в несколько сотен
тивами 60× в иммерсионном масле. Измерения
периферических взаимодействий с определенными
проводятся в декартовой системе координат. Слой
конфигурациями релятивистских фрагментов до-
ЯЭ разворачивается таким образом, чтобы направ-
стижима при поперечном сканировании.
ление анализируемого первичного следа совпадало
с осью OX столика микроскопа с отклонением до
Следы релятивистских фрагментов He и H,
0.1-0.2 мкм на 1 мм длины. Тогда ось OX системы
идентифицируемых по зарядам визуально, со-
совпадает с направлением проекции первичного
средоточены в конусе до sin θfr = pfr/P0, где
следа на плоскость слоя, а ось OY на ней перпен-
pfr = 0.2 ГэВ/c — величина, характеризующая
дикулярна первичному следу. Ось OZ перпенди-
Ферми-импульс нуклонов в ядре-снаряде, а P0
кулярна к плоскости слоя. По OX и OY измере-
его импульс на нуклон. Благодаря зернистости
ния производятся микровинтами горизонтального
порядка
0.5
мкм угловое разрешение на базе
перемещения, а по OZ — микровинтом глубины
1 мм не хуже 10-3 рад. Поперечный импульс PT
резкости. Координаты измеряются на первичных
фрагмента с массовым числом Afr определяется
и вторичных следах на длинах от 1 до 4 мм с
как PT ≈ AfrP0 sin θ в приближении сохранения
шагом 100 мкм. По их линейной аппроксимации
вычисляются планарные углы и углы погружения.
P0. Присвоение массовых чисел H и He возможно
по измерениям средних углов многократного рас-
сеяния. Использование этого трудоемкого метода
3. СТАТУС ИССЛЕДОВАНИЯ
оправдано в особых случаях для ограниченного
числа следов. В случае диссоциации стабильных
В основном поиски αBEC ведутся на базе ком-
ядер достаточно предположить соответствие He-
пактных спектрометров, обеспечивающих значи-
4He и H-1H. Это упрощение особенно справедли-
тельный охват телесного угла, на пучках легких
во в случае чрезвычайно узких распадов8Be и9B
ядер при нескольких десятках МэВ на нуклон
[6].
[5, 8-13]. Используются кремниевые детекторы с
наилучшим энергетическим разрешением, разме-
Во фрагментации ядер ЯЭ могут наблюдаться
щаемые в вакуумных объемах вблизи сверхтонких
следы b-частиц (α-частицы и протоны с энерги-
мишеней. Идентификация нестабильных ядер и со-
ей ниже 26 МэВ), g-частиц (протоны с энергией
стояний осуществляется по энергетическим и уг-
свыше 26 МэВ), а также s-частицы (рожденные
ловым корреляциям в регистрируемых ансамблях
мезоны). Приблизительное сохранение в событии
α-частиц.
фрагментами заряда ядер пучка при небольшом
Эксперимент с полной регистрацией α-частич-
числе медленных фрагментов используется как
ных
фрагментов
снаряда
в
реакции
критерии отбора взаимодействий периферического
40Ca(25
МэВ/нуклон) +12C указал на расту-
вида, составляющих несколько процентов от их об-
щий вклад8Be до множественности α-частиц,
щего числа звезд. Наиболее периферические взаи-
равной 6 [8]. Этот факт противоречит модели,
модействия, именуемые когерентной диссоциацией
предсказывающей его снижение (табл. 2 в [8]).
или “белыми” звездами, не сопровождаются фраг-
Проведен поиск распадов состояния
16O(0+6,
ментацией ядер мишени и рождением мезонов. На
15.1
МэВ)20Ne(12 МэВ/нуклон) +4He
[9] и
сайте http://becquerel.jinr.ru/ доступны фотогра-
16O(160,
280,
400
МэВ) +12C
[11]. Недавно
фии и видеозаписи характерных взаимодействий.
данные по 16O(45 МэВ) +12C 4α в полной
Инвариантная масса ансамбля релятивистских
кинематике [13] были проанализированы для всех
фрагментов определяется как сумма всех про-
возможных конфигураций. Была восстановлена
изведений 4-импульсов Pi,k фрагментов M2 =
функция возбуждения непосредственно из
4α,
=
(PiPk). Вычитание массы начального ядра или
а также для особых каналов распадов, таких
суммы масс фрагментов Q = M - M является во-
как12C(0+2)α,12C(3-1)α и 28Be. Однако поиск
просом удобства представления. Компоненты Pi,k
состояния 15.1 МэВ во всех случаях остается
определяются в приближении сохранения фраг-
безрезультатным
[12]. Проводились измерения
ментами P0. Реконструкция по инвариантной массе
совпадений α-частиц (386 МэВ), рассеянных на
распадов релятивистских нестабильных ядер8Be
0 в реакции20Ne(α,α)5α [5]. Утверждается, что
и9B, освоенная в эксперименте БЕККЕРЕЛЬ,
вновь наблюдаемые состояния при 23.6, 21.8 и
подтвердила справедливость этого приближения
21.2 МэВ в20Ne сильно связаны с кандидатом
[6].
4αBEC16O и сами являются кандидатами в αBEC.
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 85
№6
2022
400
АРТЕМЕНКОВ и др.
Хотя статус наблюдений αBEC остается неопре-
инвариантной массы 3α-троек до 0.7 МэВ. Выбор
деленным [11], во всех случаях HS образуется
этих трех условий как “отсечек сверху” достаточен,
при фрагментации не только
12C. Этот факт
поскольку значения энергии распада этих трех со-
указывает на независимость от порождающего
стояний заметно меньше ближайших возбуждений
с тем же нуклонным составом, а отражение более
ядра HS, как и8Be. Подобную универсальность
сложных возбуждений невелико для этих ядер.
должны проявлять и кандидаты αBEC. В целом
складывается впечатление, что эксперименты по
Анализ “белых” звезд12C 3α и16O 4α,
поиску состояний 4αBEC в отношении статистики
не сопровождаемых фрагментами мишени, позво-
пришли к практическому пределу. Требуется ори-
лил установить, что доля событий, содержащих
ентация на периферические столкновения более
распады8Be (HS), составляет 45 ± 4% (11 ± 3%)
тяжелых ядер с большей энергией. Для объ-
для12С и 62 ± 3% (22 ± 2%) для16O (рис. 1б).
единения данных, получаемых в возможно более
Можно усмотреть, что рост 2α- и 3α-комбинаций
широком энергетическом диапазоне, и на этой
основе подтверждения универсальности αBEC
усиливает вклад8Be и HS. Это наблюдение заслу-
требуется представление нестабильных состояний
живает проверки для более тяжелых ядер, когда
в релятивистски-инвариантном виде.
α-комбинаторика стремительно нарастает с мас-
совым числом.
Электронные эксперименты на пучках реляти-
вистских ядер не преодолели сложности, обуслов-
Простой отбор распадов стал возможен бла-
ленные квадратичной зависимостью ионизации от
годаря тому, что значения энергии распада этих
зарядов, крайне малой расходимостью и совпа-
трех состояний заметно меньше ближайших воз-
дением по магнитной жесткости релятивистских
буждений с тем же нуклонным составом, а отра-
фрагментов и ядер пучка. Единственная практи-
жение более сложных возбуждений невелико. Тот
ческая альтернатива состоит в целенаправленном
же подход можно распространить и на дальней-
применении технически несложного и недорогого
ший поиск состояний сразу над порогами связи
метода ЯЭ. Он дает гибкость и единообразие на
α-частиц. Была исследована возможность возник-
поисковом этапе, а в теоретическом плане — про-
новения HS через α-распад16O(0+6). Распреде-
зрачность интерпретации. В 1970-х гг. стартовали
ление “белых” звезд16O 4α по инвариантной
облучения стопок ЯЭ легкими ядрами с энерги-
массе 4α-квартетов Q4α (рис. 2) в основной ча-
ей несколько ГэВ на нуклон на Синхрофазотроне
сти описывается распределением Рэлея с парамет-
ОИЯИ и Бевалаке LBL, а в 1990-х гг. — средними
ром σQ4α = (6.1 ± 0.2) МэВ. Условие Q3α(HS) <
и тяжелыми на AGS (BNL) и SPS (CERN) при
существенно более высоких значениях энергии.
< 700 кэВ смещает распределение по Q4α в низ-
Полученные результаты и слои ЯЭ, сохраненные
коэнергетическую сторону. Увеличенный вид рас-
в эксперименте БЕККЕРЕЛЬ, уникальны в отно-
пределения по Q4α, представленный на вставке
шении релятивистской фрагментации по настоящее
рис. 2a, указывает на девять событий, удовлетво-
ряющих Q4α < 1 МэВ и имеющих среднее значе-
время. К ним относится идентификация8Be, свиде-
тельствующая о наблюдении конечных состояний
ние 〈Q4α(RMS) = 624 ± 84(252) кэВ. Тогда оцен-
вплоть до минимальной энергии распада. В целом
ка вклада распадов16O(0+6) → α + HS составляет
этот факт мотивировал выбор ядерной кластериза-
1.4 ± 0.5% при нормировке на Nws(16O) и 7 ± 2%
ции в качестве объекта исследования методом ЯЭ
при нормировке на NHS(16O).
в релятивистском подходе.
С начала 2000-х гг. применение метода ЯЭ
Идентифицированы 33 события16O 28Be,
продолжилось в эксперименте БЕККЕРЕЛЬ на
что составляет 5 ± 1% “белых” звезд16O 4α.
нуклотроне ОИЯИ для изучения фрагментации
Тогда статистика16O 28Be и16O → αHS имеет
легких ядер (обзоры [5, 6]). Особенности изото-
отношение 0.22 ± 0.02. Распределение по инва-
пов7,9Be,8,10,11B,10,11C,12,14N выявились в ве-
риантной массе Q4α событий16O 28Be, пред-
роятностях каналов диссоциации. Распады9B
ставленное на рис. 2б, указывает на два кандида-
8Bep были идентифицированы по инвариантной
та16O(0+6) 28Be в области Q < 1.0 МэВ. Та-
массе, вычисленной в предположении сохранения
ким образом, оценка отношения вероятности ка-
начального импульса. Продемонстрировано, что
налов16O(0+6) 28Be и16O(0+6) → αHS состав-
необходимым и достаточным является разреше-
ляет 0.22 ± 0.17. Можно заключить, что, хотя при
ние ЯЭ. Отбор8Be определяется ограничением до
образовании HS доминирует прямая диссоциация,
0.2 МэВ (рис. 1a и 1б), а9B — до 0.5 МэВ (рис. 1в).
поиск его 4α-“предшественника” возможен. По-
Идентификация8Be и9B стала основанием
скольку наращивание статистики событий16O
для поиска распадов HS в диссоциации12C
4α исчерпано, изучение α-ансамблей продол-
3α (рис. 1г), где было установлено ограничение
жилось для более тяжелых ядер.
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 85
№6
2022
ПЕРСПЕКТИВЫ ПОИСКА НЕСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
401
N/0.2 МэВ
а
N/Nws/0.2 МэВ
б
100
80
150
40
60
40
20
20
100
50
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
50
0
2
4
6
8
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Q, МэВ
Q, МэВ
Np/0.1 МэВ
в
г
N/0.2 МэВ
30
0.2
60
0.1
20
40
0
0.5
1.0
1.5
2.0
10
20
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Qp, МэВ
Q, МэВ
Рис. 1. Распределения по инвариантной массе [7]: a Q2α в9Bе(1.2 ГэВ/нуклон) 2α (точечная кривая), “белые”
звезды (сплошная); б Q2α в12C(3.65 ГэВ/нуклон) 3α (сплошная кривая) и16O(3.65 ГэВ/нуклон) 4α (штри-
ховая); в Q2αp (<1 МэВ) в10С(1.2 ГэВ/нуклон) 2α2p (сплошная) и11С(1.2 ГэВ/нуклон) 2α2p (точечная), и
10B(1 ГэВ/нуклон) 2αp (штриховая); г Q3α в12C(3.65 ГэВ/нуклон) 3α (сплошная) и16O(3.65 ГэВ/нуклон)
4α (штриховая).
Nev/0.2 МэВ
N/0.2 МэВ
а
б
6
3
15
4
2
2
10
0
0.5
1.0
1.5
2.0
1
5
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0
5
10
15
20
Q, МэВ
Q, МэВ
Рис. 2. Распределение по инвариантной массе Q4α [7] в 641 “белой” звезде16O 4α при 3.65 ГэВ/нуклон всех
4α-квартетов (a, точечная кривая), событий αHS (a, сплошная) и16O 28Be (б); плавная кривая — распределение
Рэлея; на вставке увеличенная часть Q3α < 2 МэВ.
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 85
№6
2022
402
АРТЕМЕНКОВ и др.
α множ-ть
а
б
10
30
9
8
20
7
6
10
5
4
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
Пробег, мм
Пробег, мм
Рис. 3. Распределение по множественности образовавшихся α-частиц в зависимости от продольной координаты
вершины (a); распределение событий по пробегу ядер Kr до вершины взаимодействия (б).
4. НЕСТАБИЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ
только такую тенденцию. Суммирование статисти-
В ДИССОЦИАЦИИ ЯДЕР Kr
ки N(9B), N(HS) и N(28Be) по множествен-
ности и нормировка на сумму N(8Be) ведут
Представляется маловероятным, что вышерас-
к относительным вкладам, равным 25 ± 4%, 6 ±
смотренные состояния — это универсальная, хотя
и экзотическая часть структуры исследованных
± 2% и 10 ± 2% соответственно. Распределение
по Q4α указывает на α-четверки почти на самом
ядер. Альтернатива состоит в образовании ядер
пороге, в которых реконструированы распады HS
8Be во взаимодействии пар уже сформировавших-
ся α-частиц. Затем становится возможен после-
и 28Be с условием Q2α(8Be) 0.2 МэВ. Одно из
дующий подхват ядрами8Be других α-частиц и
них с Q4α = 1.0 (16α, HS) МэВ служит ориентиром
нуклонов. Тогда с возрастанием множественности
поиска 4αBEC.
α-частиц следует ожидать роста выхода8Be и,
В настоящее время статистика ансамблей
наращивается путем поперечного сканиро-
возможно,9B и HS. В таком сценарии возможна
последовательная генерация состоянийBEC.
вания слоев ЯЭ, облученных ядрами84Kr при
Напротив, в первом варианте можно ожидать об-
950 МэВ/нуклон (ГСИ, начало 1990-х гг.) [15].
ратной корреляции — рост вел бы к дефициту
Распределение по и продольной координате
8Be.
вершин найденных событий представлено на рис. 3.
В этом случае потери энергии до 6 см пример-
В таком контексте были проанализированы из-
но равномерны и составляют около 9 МэВ/мм
мерения взаимодействий ядер16О,22Ne,28Si и
(полный пробег около 8 см) [16]. Этот эффект
197Au эмульсионного сотрудничества на синхрофа-
учитывается по пробегу до каждого взаимодей-
зотроне ОИЯИ и сотрудничества EMU на AGS
ствия соответствующим уменьшением импульсов
(BNL) [14], полученные прослеживанием по сле-
α-частиц при вычислении Q(2-4)α. Кроме того,
дам, т.е. без выборки. Широкий охват по обес-
импульс фрагментов взят с коэффициентом 0.8.
печивают измерения 1316 неупругих взаимодей-
Будучи непринципиальным для отбора Q2α(8Be)
ствий197Au при 10.7 ГэВ/нуклон, доля событий с
0.4 МэВ, далее он позволяет сохранить условие
nα > 3 в которых составила 16%. Из-за услож-
отбора Q3α(HS) < 0.7 МэВ, ориентируясь на пик
нения измерений условие отбора Q2α(8Be) было
Q3α(HS).
ослаблено до0.4 МэВ. Оказалось, что отно-
На рис. 4a представлено распределение по Q2α
шения числа событий N(8Be) с хотя бы одним
173
измеренных звезд nα > 3. Для наилучше-
идентифицированным распадом8Be к их числу N
го отбора распадов8Be углы испускания в этой
демонстрируют сильный рост с.
выборке определялись по усредненным значени-
Во взаимодействиях197Au присутствуют трой-
ям пятикратных измерений координат пяти точек
ки Q2αp(9B) 0.5 МэВ и Q3α(HS) 0.7 МэВ.
на следе каждой из α-частиц на удалении до
Отношение числа событий N(9B), N(HS) и
500 мкм от вершины. В это распределение до-
бавлены значения Q2α 184 звезд nα > 3 из пол-
N(28Be) к N(8Be) не проявляет заметного
изменения с, указывая на рост относительно
ного числа Nev = 875 взаимодействий ядер84Kr
N. Однако малая статистика позволяет отметить
при 950-800 МэВ/нуклон [15]. Из-за отсутствия
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 85
№6
2022
ПЕРСПЕКТИВЫ ПОИСКА НЕСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
403
Nα/1 мрад
N(2α)/0.1 МэВ
40
а
б
8
30
6
20
4
10
2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
Q, МэВ
θα, мрад
Рис. 4. Распределение всех комбинаций пар α-частиц, рожденных во фрагментации ядер84Kr, по инвариантной массе
Q2α < 2 МэВ (a) согласно новым измерениям и ранним данным [15] (точечная кривая) и распределения следов α-частиц
Q2α(8Be) 0.4 МэВ по полярным углам (б).
информации о положении вершин принята энергия
Q3α(HS) < 0.7 МэВ (a), а также условии на две
875 МэВ/нуклон, а коэффициент 0.8 не исполь-
пары α-частиц Q2α(8Be) 0.4 МэВ (б). Оба рас-
зовался. Эти моменты не критичны для идентифи-
пределения указывают на 4α-квартет при = 6 с
кации Q2α(8Be) 0.4 МэВ. На рис. 4б представ-
изолированным значением Q4α = 0.6 МэВ, отвеча-
лены распределения следов α-частиц Q2α(8Be)
ющий как варианту αHS, так и 28Be. Энергия ядра
0.4 МэВ по полярным углам относительно на-
Kr с учетом поправки в этом событии составляет
правления следов ядер Kr.
700 МэВ/нуклон, а полярные углы относительно
направления следа Kr в квартете α-частиц равны
Статистика N звезд nα > 3 как по новым
измерениям, так и по данным [15] близка в обо-
58, 63, 73 и 75 × 10-3 рад соответственно. Не
их случаях. Схожесть распределений N по
противореча распаду16O(0+6), это единичное на-
в пределах статистических ошибок указывает на
блюдение служит отправным пунктом дальнейшего
корректность поперечного сканирования. Отноше-
накопления статистики по проблеме 4αBEC.
ние N/Nev по данным [15] дает представление
о вкладе звезд nα > 3 в сечение взаимодействия
5. ИЗОБАР-АНАЛОГОВЫЕ СОСТОЯНИЯ
с ядрами из состава ЯЭ. В табл. 1 приведена
В ЛЕГКИХ ЯДРАХ
статистика звезд nα > 3, у которых имеется хо-
тя бы один или два распада8Be, а также HS.
Исследование нестабильных состояний указы-
Статистика обеих выборок суммирована в отно-
вает возможность поиска более сложных возбуж-
шении N(18Be)/N. Можно заключить, что
дений в легких ядрах: изобар-аналоговых состо-
универсальный эффект возрастания вероятности
яний, указывающих на перестройку в направле-
нии сходства с менее стабильными изобарами с
обнаружения8Be в событии с ростом в нем
меньшей α-кластеризацией. Несмотря на высокую
проявляется для еще одного ядра и при наиболее
энергию (13-18 МэВ), ИАС отличают ширины Γ
низком значении энергии.
меньшие, чем у соседних возбуждений, связанные
Новые измерения позволили идентифицировать
с запретом их распадов по изоспину ΔT = 1, т.е. с
12 распадов 28Be и 9 — HS (табл. 1). Распреде-
возрастанием α-кластеризации. Можно предполо-
ление по Q3α до 2 МэВ (рис. 5a) указывает на
жить, что ИАС в легких ядрах возбуждаются кон-
ожидаемое сосредоточение α-троек вблизи энер-
фигурации hn и tp с T = 1 до порога связи (рис. 7).
гии распада HS. Принимая этот факт как калиб-
Здесь кластер3He обозначен как h (helion). Та-
ровку, поправочный коэффициент 0.8 на импульсы
кой виртуальный переход может быть результатом
α-частиц также внесен в вычисления Q4α. На
переворота спинов нуклонов в α-квартетах nn-
рис. 5б представлены распределения следов α-
pp (рис. 7a). Будучи невозможен в свободной α-
частиц Q3α(HS) 0.4 МэВ по полярным углам
частице, он может сказываться в дифракционном
относительно направления следов ядер Kr.
рассеянии α-частиц.
Распределения по Q4α до 10 МэВ представлены
Проявление пар hn-tp прослеживается, на-
на рис. 6 при условиях Q2α(8Be) 0.4 МэВ и
чиная с 8Be (рис. 7б), в котором присутству-
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 85
№6
2022
404
АРТЕМЕНКОВ и др.
Таблица 1. Статистика N звезд nα > 3; в скобках приведена статистика выборки [14]
4
5
6
7
8
9-13
N
40(69)
50(54)
21(27)
10(19)
15(12)
7(3)
N/Nev, %
(7.9 ± 1.0)
(6.2 ± 0.9)
(3.1 ± 0.6)
(2.2 ± 0.5)
(1.4 ± 0.4)
(0.4 ± 0.2)
N(18Be)
5(15)
16(10)
12(13)
4(10)
11(8)
4(3)
N(18Be)/N, %
19 ± 5
25 ± 6
52 ± 13
48 ± 16
70 ± 21
70 ± 35
N(28Be)
0
2
2
1
5
2
N(HS)
1
2
1
1
2
2
Nα/4 мрад
N(8Be+α)/0.1 МэВ
а
б
8
6
6
4
4
2
2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
Q8Be+α, МэВ
θα, мрад
Рис. 5. Распределениевсех комбинацийтроек α-частиц, рожденныхво фрагментацииядер84Kr, при условииQ2α(8Be)
0.4 МэВ по инвариантной массе в области Q3α < 2 МэВ (a) и распределения следов α-частиц при Q3α(HS)
0.7 и Q2α(8Be) 0.4 МэВ по полярным углам (б).
N(HS+α)/0.2 МэВ
N(ev)/0.2 МэВ
2.0
2.0
а
б
1.5
1.5
1.0
1.0
0.5
0.5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
QHS+α, МэВ
Q28Be, МэВ
Рис. 6. Распределение всех комбинаций квартетов α-частиц, рожденных во фрагментации ядер84Kr, по инвариантной
массе в области Q3α < 10 МэВ при условиях Q2α(8Be) 0.4 МэВ и Q3α(HS) < 0.7 МэВ (a) и условии на две пары
α-частиц. Q2α(8Be) 0.4 МэВ (б).
ет дублет возбуждений8Be(16.6) c шириной Γ =
порога7Li + p (17.255) и распадаясь только на
= 108 кэВ и8Be(16.9) с Γ = 74 кэВ, смешан-
α-пару, эти уровни — кандидаты в конфигурацию
ных по изоспину T = 0 + 1. Располагаясь ниже
α + (hn/tp). Уровни8Be(16.6 + 16.9) достаточно
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 85
№6
2022
ПЕРСПЕКТИВЫ ПОИСКА НЕСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
405
4He
а
8Be
б
S = 1, T = 1
S = 0, T = 0
8B*(16.6 + 16.9, 108 + 74 кэВ Jπ = 2+, T = 0 + 1)
в
г
13
N(Jπ = 1/2-, T = 1/2)
9B*(14.655, 0.395 кэВ Jπ = 3/2-, T = 3/2)
9B + α
+
+
+
p + 12C:
0
1
(0.24) 2
1
(0.15) 0
2
(0.05)
9B(Jπ = 1/2-, T = 1/2)
13N*(15.065, 0.86 кэВ Jπ = 3/2-, T =3/2)
Рис. 7. Сценарий возникновения ИАС в легких ядрах на основе возмущения α-частичной конфигурации (a), в8Be (б),
9B (в) и 13N (г).
далеки от ближайшего возбуждения8Be4+(11.4) с
было установлено лидирование канала 3HeH в
Γ = 3.5 МэВ, что позволяет их совместную иден-
распределении по каналам фрагментации с со-
тификацию в релятивистской фрагментации9Be
хранением заряда14N и выявлен вклад распадов
2α. Выше них имеется ИАС 8Be(17.640) с T =
8Be 2α 25-30% [6, 17]. Начальная цель — опре-
= 1 и Γ = 10.7 кэВ над порогом разрешенного по
деление вкладов8Be,9B и HS. Поскольку фраг-
изоспину распада7Li + p. Из-за разницы в магнит-
ментация14N оказывается источником ансамблей
ной жесткости продуктов распада идентификация
3αp, еще одним объектом служит ИАС13N(15.065)
последнего удобна в электронном эксперименте.
с изоспином T = 3/2 в спектре возбуждений13N на
Присоединение протона ведет к возбуждению
5.6 МэВ над порогом9Bα. Как следствие запрета
α + (hn/tp) + p с T = 3/2 (рис. 7в), которое мог-
по изоспину ширина13N(15.065) составляет всего
ло бы соответствовать ИАС9B(14.655) с шири-
Γ = 0.86 кэВ. В принципе распады12C(0+2 )p и
ной Γ = 0.395 кэВ. При исследовании когерентной
9Bα, имеющие вероятности по 5%, могут служить
диссоциации ядер10C при энергии 2 ГэВ на нук-
сигнатурами13N(15.065) [18].
лон было установлено лидирование канала 2He2H
(82%), обусловленное в значительной степени рас-
Рассмотрим13N(15.065) в α-кластерной кар-
падами9B (30%) (обзор [5]). Проявилось полное
тине (рис. 7г). Значения T = 3/2 и J = 3/2 воз-
совпадение распадов основных состояний9B
можны в конфигурациях 2α + (hn) + p и 2α +
8Be, что делает10C эффективным источником
+ (tp) + p с участием виртуальных пар hn или tp
9B. Имеющиеся угловые измерения в “белых”
со спином J = 1. Переход возможен при перево-
звездах10C 2α2p позволяют проверить присут-
роте спина S-волнового нуклона в ансамбле 3αp,
ствие в них распадов9B(14.655). Их дополняют
без полного преодоления порога связи hn и tp
измерения звезд 2α2p, содержащих фрагменты ми-
(около 20 МэВ). Распад13N(15.065) инициирует-
шени или рожденные мезоны, статистика которых
ся возвращением нуклона в α-кластер, а высво-
наращивается.
бождающаяся энергия реализуется через эмиссию
В настоящее время ведется ускоренный поиск
протона или α-частицы, возбужденные и основные
событий14N 3α(+H) при 2 ГэВ/нуклон на ос-
состояния12C и9B соответственно. Как сигнал
нове поперечного сканирования слоев ЯЭ. Ранее
ветви ИАС обнаружение14N13N(15.065) моти-
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 85
№6
2022
406
АРТЕМЕНКОВ и др.
Np/1.0 МэВ
8
6
4
2
0
5
10
15
20
25
30
inv
M
Рис. 8. Распределения по инвариантной массе Q3αp в 60 событиях14N 3αp.
вировало бы их поиски во фрагментации соседних
16O(0+6) → α12C(0+2) или
16O(0+6) 28Be. Его
ядер. Еще одна возможность — это поиск состо-
поиски ведутся в нескольких экспериментах по
яния14N(>20.4 МэВ) T = 1 по распадам 3αd,
фрагментации легких ядер при низких энерги-
также подавленным по изоспину.
ях. Подтверждение существования этой и более
сложных форм αBEC могло бы дать основу для
Рисунок 8 представляет состояние анализа. Он
расширения сценариев синтеза средних и тяжелых
указывает на возможное присутствие ИАС в диа-
ядер в ядерной астрофизике.
пазоне от 5-9 МэВ над порогом 3αp, что удо-
влетворительно в данном подходе. Таким образом,
Рассмотрение αBEС как инвариантного явле-
связанная α-частица проявляется как упруго де-
ния указывает на возможность его поиска в слоях
формируемый объект, лежащий в основе целого
ЯЭ, продольно облученных релятивистскими ядра-
семейства достаточно долгоживущих состояний.
ми. В этом случае инвариантная масса ансамблей
Его релаксация в S-состояние определяет конеч-
фрагментов He и H может быть определена по
ные состояния распадов ИАС.
углам испускания в приближении сохранения им-
пульса на нуклон родительского ядра. Благодаря
предельно малым значениям энергии и ширин рас-
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
пады8Be и HS, а также9B8Bep идентифици-
Представлен статус эксперимента БЕККЕ-
руются во фрагментации легких ядер ограничением
РЕЛЬ, нацеленного на решение актуальных
сверху на инвариантную массу.
проблем физики ядерных кластеров. Благодаря
уникальной чувствительности и пространствен-
Будучи апробирован, этот подход стал приме-
ному разрешению используемый метод ядерной
няться для идентификации8Be и HS и поиска бо-
эмульсии позволяет изучать в едином подходе
лее сложных состоянийBEC во фрагментации
множественные конечные состояния, возникающие
средних и тяжелых ядер. Недавно на статистике
в диссоциации широчайшего разнообразия ядер.
десятков распадов8Be было установлено возрас-
В настоящее время в фокусе исследования
тание вероятности обнаружения8Be в событии с
находится концепция α-частичного конденсата
ростом числа релятивистских α-частиц. Сделан
Бозе-Эйнштейна предельно холодного состояния
предварительный вывод о том, что вклады распа-
нескольких S-волновых α-частиц вблизи порогов
дов9B и HS также растут. Экзотически большие
связи. Нестабильное ядро8Be описывается как
размеры и времена жизни8Be и HS позволяют
2αBEC, а возбуждение
12C(0+2) или состоя-
предположить возможность синтеза αBEC после-
ние Хойла как
3αBEC. Распады
8Be 2α и
довательным соединением возникающих α-частиц
12C(0+2)8Beα могут служить сигнатурами более
2α →8Be,8Beα →12C(0+2),12C(0+2)α →16O(0+6),
сложных распадовBEC. Так, состояние 0+6 ядра
28Be16O(0+6) и далее с вероятностью, падаю-
16O при 660 кэВ над 4α-порогом, рассматриваемое
щей на каждом шаге, при испускании γ-квантов
как 4αBEC, может последовательно распадаться,
или частиц отдачи.
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 85
№6
2022
ПЕРСПЕКТИВЫ ПОИСКА НЕСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
407
Главная задача предстоящего этапа — прояс-
P. I. Zarubin, and I. G. Zarubina, Eur. Phys. J. A 56,
250 (2020),
нение связи между возникновением8Be и HS и
множественностью α-ансамблей и поиск на этой
https://doi.org/10.1140/epja/s10050-020-00252-3
основе распадов состояния16O(0+6). В этой связи
8.
B. Borderie, Ad. R. Raduta, G. Ademard, M. F. Rivet,
E. De Filippo, E. Geraci, N. Le Neindre, R. Alba,
эксперимент БЕККЕРЕЛЬ нацелен на измерение
F. Amorini, G. Cardella, M. Chatterjee, D. Guinet,
множественных каналов фрагментации ядер84Kr
P. Lautesse, E. La Guidara, G. Lanzalone,
до 1 ГэВ/нуклон. Имеется достаточное количество
G. Lanzano, et al., Phys. Lett. B 755, 475 (2016),
слоев ЯЭ, поперечное сканирование которых поз-
https://doi.org/10.1016/j.physletb.2016.02.061
воляет достичь требуемой статистики. Представ-
9.
M. Barbui, K. Hagel, J. Gauthier, S. Wuenschel,
ленные данные — первый вклад в целенаправлен-
R. Wada, V. Z. Goldberg, R. T. deSouza, S. Hudan,
ный поиск 4αBEC. Хотя полученные данные об-
D. Fang, X.-G. Cao, and J. B. Natowitz, Phys. Rev.
надеживают, для подтверждения 4αBEC требуется
C 98, 044601 (2018),
кратное наращивание статистики.
https://doi.org/10.1103/PhysRevC.98.044601
В продолжение исследования фрагмента-
10.
R. J. Charity, K. W. Brown, J. Elson, W. Reviol,
ции легких ядер начат поиск распадов изобар-
L. G. Sobotka, W. W. Buhro, Z. Chajecki,
аналоговых состояний. Проявляясь при высокой
W. G. Lynch, J. Manfredi, R. Shane, R. H. Showalter,
энергии возбуждения, но также имея весьма малые
M. B. Tsang, D. Weisshaar, J. Winkelbauer,
ширины, ИАС служат
“маяками” перестройки
S. Bedoor, D. G. McNeel, et al., Phys. Rev. C
структуры в направлении сходства с их менее
99, 044304 (2019);
стабильными изобарами. В этом контексте возоб-
https://doi.org/10.1103/PhysRevC.99.044304
новляется анализ облучения ЯЭ ядрами9Be,14N,
11.
J. Bishop et al., Phys. Rev. C 100, 034320 (2019);
https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.034320
22Ne,24Mg,28Si.
12.
R. Smith, J. Bishop, J. Hirst, Tz. Kokalova, and
Решение поставленных задач осуществимо
C. Wheldon, Few Body Syst. 61, 14 (2020);
с применением моторизованного микроскопа
https://doi.org/10.1007/s00601-020-1545-5
Olympus BX63, недавно поставленного для экс-
13.
S. Manna, T. K. Rana, C. Bhattacharya, S. Kundu,
перимента БЕККЕРЕЛЬ. Освоение его воз-
R. Pandey, K. Banerjee, Pratap Roy, A. Sen,
можностей — особый методический вызов. Стоит
T. K. Ghosh, G. Mukherjee, Debasish Mondal, Md.
надеяться, что его применение и прогресс анализа
Moin Shaikh, J. K. Meena, P. Karmakar, D. Paul,
изображений позволит придать совершенно новый
K. Atreya, et al., Eur. Phys. J. A 57, 286 (2021),
размах использованию метода ЯЭ.
https://doi.org/10.1140/epja/s10050-021-00592-8
14.
A. A. Zaitsev, D. A. Artemenkov, V. V. Glagolev,
M. M. Chernyavsky, N. G. Peresadko, V. V. Ru-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
sakova, and P. I. Zarubin, Phys. Lett. B 820, 136460
1. F. Ajzenberg-Selove, Nucl. Phys. A 490, 1 (1988);
(2021),
TUNL Nuclear Data Evaluation Project.
https://doi.org/10.1016/j.physletb.2021.136460
2. M. Freer and H. O. U. Fynbo, Prog. Part. Nucl. Phys.
15.
S. A. Krasnov, T. N. Maksimkina, G. J. Musul-
78, 1 (2014),
manbekov, F. Schussler, A. Dirner, L. Just,
https://doi.org/10.1016/j.ppnp.2014.06.001
M. Karabov ´a, A. Pavukov ´a, M. T ´othov ´a, S. Vo-
3. A. Tohsaki, H. Horiuchi, P. Schuck, and G. R ¨opke,
k ál, J. Vrla´ kov ´a, B. Jakobsson, K. Soderstrom,
Rev. Mod. Phys. 89, 011002 (2017),
M. I. Adamovich, M. M. Chernyavsky, S. P. Khar-
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.89.011002
lamov, et al., Czech J. Phys. 46, 531 (1996),
4. W. von Oertzen, Lect. Notes Phys. 818 (Springer,
https://doi.org/10.1007/BF01690674
2010), Vol. 1,
16.
J. F. Ziegler, J. P. Biersack, and M. D. Ziegler, Nucl.
https://doi.org/10.1007/978-3-642-13899-7_3
Instrum. Methods B 268, 1818 (2010),
5. S. Adachi, Y. Fujikawa, T. Kawabata, H. Akimune,
https://doi.org/10.1016/j.nimb.2010.02.091
T. Doi, T. Furuno, T. Harada, K. Inaba, S. Ishida,
17.
T. V. Schedrina, V. Bradnova, M. M. Chernyavsky,
M. Itoh, C. Iwamoto, N. Kobayashi, Y. Maeda,
S. P. Kharlamov, A. D. Kovalenko, M. Haiduc,
Y. Matsuda, M. Murata, S. Okamoto, et al., Phys.
A. I. Malakhov, G. I. Orlova, P. A. Rukoyatkin,
Lett. B 819, 136411 (2021),
V. V. Rusakova, S. Vokal, A. Vokalova, P. I. Zarubin,
https://doi.org/10.1016/j.physletb.2021.136411
and I. G. Zarubina, Phys. At. Nucl. 70, 1230 (2007);
6. P. I. Zarubin, Lect. Notes Phys. 875 (Springer, 2013),
https://doi.org/10.1134/S1063778807070149;
Vol. 3, p. 51,
nucl-ex/0605022.
https://doi.org/10.1007/978-3-319-01077-9_3
18.
E. G. Adelberger, A. B. McDonald, C. L. Cocke,
7. D. A. Artemenkov, V. Bradnova, M. M. Chernyavsky,
C. N. Davids, A. P. Shukla, H. B. Mak, and D. Ashery,
E. Firu, M. Haiduc, N. K. Kornegrutsa, A. I. Ma-
Phys. Rev. C 7, 889 (1973),
lakhov, E. Mitsova, A. Neagu, N. G. Peresadko,
https://doi.org/10.1103/PhysRevC.7.889
V. V. Rusakova, R. Stanoeva, A. A. Zaitsev,
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 85
№6
2022
408
АРТЕМЕНКОВ и др.
PROSPECTS FOR SEARCHING FOR UNSTABLE STATES
IN RELATIVISTIC NUCLEAR FRAGMENTATION
D. A. Artemenkov1), V. Bradnova1), O. N. Kashanskaya2), N. V. Kondratieva1),
N. K. Kornegrutsa1), E. Mitsova1),3), N. G. Peresadko4), V. V. Rusakova1), R. Stanoeva5),3),
A. A. Zaitsev1),4), I. G. Zarubina1), P. I. Zarubin1),4)
1)Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
2)Francisk Skorina Gomel State University, Belarus
3)Institute for Nuclear Research and Nuclear Energy of the Bulgarian Academy of Sciences,
Sofia, Bulgaria
4)P.N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
5)South-West University Neofit Rilski, Blagoevgrad, Bulgaria
The prospects of the BECQUEREL experiment, devoted to the experimental study in the relativistic
approach of problems of nuclear cluster physics, are presented. The nuclear emulsion method used makes
it possible to fully study the relativistic final states in the fragmentation of nuclei. The focus of the presented
research is the dynamics of the emergence of the8Be nucleus and the Hoyle state, as well as the search
for the 4α-particle condensate decaying through them. In this context, the development of the analysis of
exposure to84Kr nuclei at 950 MeV/nucleon is presented. As a continuation of the study of light nuclei,
the status of the search for the isobar-analog state of the13N nucleus in the fragmentation of14N nuclei at
2 GeV/nucleon is presented.
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА том 85
№6
2022