Известия РАН. Серия физическая, 2020, T. 84, № 8, стр. 1185-1186

ВВЕДЕНИЕ

Основным способом распада сильно возбужденных ядер (E* ≥ 4 МэВ/нуклон) является множественная эмиссия фрагментов промежуточной массы (ФПМ), которые тяжелее α-частиц и легче, чем осколки деления. Эффективным способом приготовления горячих ядер являются реакции с тяжелыми ионами с энергиями до сотен МэВ на нуклон. В этом случае нагрев ядра может сопровождаться сжатием, вращением и деформацией, которые могут значительно влиять на свойства распадающихся ядер. Картина становится более понятной, когда используются легкие релятивистские налетающие частицы. В этом случае фрагменты испускаются одним источником – медленно движущимся спектатором мишени. Его энергия возбуждения – тепловая. Таким образом, легкие релятивистские налетающие частицы дают уникальную возможность для изучения тепловой мультифрагментации.

В статье исследуются характеристики источника мультифрагментации при взаимодействии протонов с энергией 3.6 ГэВ с золотой мишенью.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Использовался пучок 3.6 ГэВ протонов сверхпроводящего ускорителя НУКЛОТРОН в Дубне. Спектры кинетических энергий ФПМ, вылетающих из золотой мишени анализировались 4π установкой ФАЗА, которая состоит из тридцати телескопов ΔE−E и 58 CsI(Tl) детекторов, покрывающих 81% от полного телесного угла 4π. Подробное описание экспериментальной установки приведено в [1, 2].

Важным шагом в интерпретации наблюдаемых величин процесса мультифрагментации является определение степени термализации вымороженного объема и определение средней скорости источника. В представленной работе для определения степени термализации и определения средней скорости источника использовался скоростной анализ. Рисунок 1 показывает распределение продольных и поперечных скоростей (${{{\beta }}_{ \bot }},$ ${{\beta }_{{||}}}$) для фиксированных значений инвариантных поперечных сечений ${{{\text{(}}{{\text{1}} \mathord{\left/ {\vphantom {{\text{1}} p}} \right. \kern-0em} p}{\text{)}}{{d}^{2}}\sigma } \mathord{\left/ {\vphantom {{{\text{(}}{{\text{1}} \mathord{\left/ {\vphantom {{\text{1}} p}} \right. \kern-0em} p}{\text{)}}{{d}^{2}}\sigma } {dEd\Omega }}} \right. \kern-0em} {dEd\Omega }}$ фрагментов углерода с энергией E и импульсом p, регистрируемых в телесном угле Ω с поперечным сечением σ.

Рис. 1.

Распределение продольных (${{\beta }_{{||}}}$) и поперечных $\left( {{{{\beta }}_{ \bot }}} \right)$ скоростей для фиксированных значений инвариантных поперечных сечений ${{{\text{(}}{{\text{1}} \mathord{\left/ {\vphantom {{\text{1}} p}} \right. \kern-0em} p}{\text{)}}{{d}^{2}}\sigma } \mathord{\left/ {\vphantom {{{\text{(}}{{\text{1}} \mathord{\left/ {\vphantom {{\text{1}} p}} \right. \kern-0em} p}{\text{)}}{{d}^{2}}\sigma } {dEd\Omega }}} \right. \kern-0em} {dEd\Omega }}$ фрагментов углерода, образованных в реакции p(3.6 ГэВ) + + Au. Точки – экспериментальные данные. Окружности проведены через значения одинаковых инвариантных поперечных сечений, соответствующих изотропной эмиссии фрагментов в системе движущегося источника.

Для источника, изотропно испускающего фрагменты, значения инвариантных поперечных сечений должны попадать в область, отвечающую лабораторной скорости источника. Линии на рис. 1 – результат фитирования данных с фиксированными значениями инвариантных поперечных сечений в плоскости (${{{\beta }}_{ \bot }},$ ${{\beta }_{{||}}}$). Получено в хорошем приближении, что фрагменты испускаются изотропно, т.е. значения для фиксированных инвариантных сечений могут быть описаны окружностью с фиксированным радиусом (скорость фрагмента) и центром окружности (скорость источника). Это означает, что перед эмиссией фрагментов система находится, по крайней мере, в состоянии “кинетического равновесия”. Скорость источника (см. табл. 1) в функции скорости фрагмента показана на рис. 2. Таким образом, взаимодействие p(3.6 ГэВ) + Au может быть описано одним источником с фиксированной скоростью. Измеренная средняя скорость спектатора мишени равна 0.0095 ± ± 0.0003 (в единицах скорости света).

Рис. 2.

Скорость источника (${{{\beta }}_{{source}}},$ табл. 1) спектатора мишени в функции скорости фрагмента углерода $\left( {{{{\beta }}_{{сarbon}}}} \right)$ в единицах скорости света.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На 4π установке ФАЗА, расположенной на выведенном пучке сверхпроводящего ускорителя НУКЛОТРОН в Дубне, изучалось взаимодействие p + Au при энергии налетающих 3.6 ГэВ протонов.

На основе анализа скоростных распределений обнаружено, что имеет место “кинетическое равновесие” системы перед мультифрагментацией. Данные для взаимодействия p(3.6 ГэВ) + Au могут быть описаны одним источником с фиксированной скоростью. Средняя скорость источника составляет 0.0095 ± 0.0003 (в единицах скорости света).

Авторы благодарны А.И. Малахову и В.Д. Кекелидзе. Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (проект № 19-02-00499а).