Borromean核 17Ne 结构的研究 王恩宏 华辉

一、17Ne的研究现状 二、实验方案与过程 三、数据分析与结果 四、结论

一、17Ne的研究现状 1H 2H 3H 1、目标核的选择 6Li 7Li 8Li 9Li 11Li 3He 4He 6He 8He 17F 18F 19F 丰质子一侧最轻的Borromean核， S2p=0.94MeV， 是双质子晕预选核。 13O 14O 15O 16O 17O 18O 12N 13N 14N 15N 16N 17N 9C 10C 11C 12C 13C 14C 15C 16C d?s? 1s1/2 1p1/2 1p3/2 8B 10B 11B 12B 13B 14B 15B 7Be 9Be 10Be 11Be 12Be 14Be P N 6Li 7Li 8Li 9Li 11Li 3He 4He 6He 8He 1H 2H 3H

2、反应截面和动量分布的实验 59A MeV 17Ne在Si上的反应 R. E. Warner et.al., Nucl. Phys. A635(1998),292 反应截面与紧束缚核的差别小 拥有大的去质子截面：0.26±0.03b 但没有窄的动量分布：110±20MeV/c 结论： 17Ne不太可能是晕核

结合17Ne打C靶关于总反应截面的实验数据，得到： 模型1符合，两价质子处于2s1/2的概率大于90%，支持17Ne为双质子晕核。 R. Kanungo et.al., Phys. Lett. B571(2003),21 17Ne打9Be的破裂反应实验 A. Ozawa et.al., Phys. Lett. B334(1994),18 测量结果： σ-2 p＝191 ± 48 mb. P‖(15O，FWMH)=168±17MeV/c 用三种模型分析： 1：同时发射15O和互不关联的两价质子； 2：发射15O和di-proton； 3：敲出一个质子，16F非束缚态再衰变。 两种可能： 1：同模型1，两价质子基本占据2S1/2轨道； 2：同模型3，必须考虑核芯质子对反应的贡献，此时两价质子有20%-50%的可能占据2S1/2组态。 结合17Ne打C靶关于总反应截面的实验数据，得到： 模型1符合，两价质子处于2s1/2的概率大于90%，支持17Ne为双质子晕核。

L.V. Grigorenko et. al., Phys. Rev. C71(2005), R051604 用三集团模型再次分析实验数据 L.V. Grigorenko et. al., Phys. Rev. C71(2005), R051604 15O径向动量分布的数据表明， 如果仅仅考虑两个价质子，忽略 核芯质子的贡献，则17Ne中两个 价质子处于1d5/2轨道的概率大 于75%，支持17Ne非晕核。 再考虑到双质子移去截面，则不论价质子处于哪个轨道，其计算结 果都远小于实验结果，所以在数据分析时必须考虑核芯质子的贡献， 17Ne是否为晕核未定。

3.17Ne和17N的一级禁戒β±衰变的不对称性 M. J. B. Borge et.al., Phys. Lett. B317(1993), 25 进行了17Ne一级禁戒β+衰变到17F第一激发态的实验，观测到其衰变速度是其镜像核β-衰变的两倍，这是至今为止最大的β±衰变非对称。壳模型的计算表明，只有考虑17F的晕结构理论才能符合实验数据。随后此被做为17Ne是晕核的证据。 N. K. Timofeyuk et.al., Nucl. Phys. A600(1996),1 用三集团生成坐标模型（GCM）计算，指出17Ne和17N的β±衰变跃迁矩阵元受到末态实际状态和粒子空穴激发影响严重，所以任何关于镜像核跃迁不对称性的计算都强烈的依赖着模型和所选的参数。认为17Ne和17N的β衰变不对称性与其价核子所处的态无关。 D.J. Millener, Phys. Rev. C55(1997), R1633 用壳模型计算17Ne和17N的β衰变不对称性，得到价核子主要处于1d5/2态。认为17Ne不是晕核。

4.17Ne破裂反应中15O和衰变质子的角关联 在对丰中子Borromean核的擦边破裂反应研究中发现当一个中子在破裂反应中被移去时，生成不稳定核具有很大的自旋顺排。其衰变发射的价中子与顺排不稳定核的动量方向之间存在明显的角关联，且角关联的形状能够提供衰变发射的价中子与不稳定核之间相对角动量的确切信息。 (1s1/2)2  45% L.V. Chulkov et.al., PRL 79(1997)201 Z. Phys. A359(1997)231 H. Simon et al.， PRL83 (1999) 496

17Ne的角关联 通过17Ne的破裂反应中，测量反应产物15O和p，可以重建16F的不变质量谱，确定16F所处的能级，比较其出射产物的角关联得到17Ne价核子所处的轨道。 1d5/2 d?s? 2s1/2 1s1/2 1p1/2 1p3/2

二、实验方案与过程 1、束流 兰州近物所RIBLL终端 初级束： 76.78MeV/u 20Ne 初级靶： 9Be 2096um (25.4MeV/u 15O) 次级靶： 12C 43mg/cm2

2、实验布局 52cm 5cm 14cm 2.3cm 10cm Si-Strips1 Si-Strips2 四分Si2 C靶 43mg/cm2 1000μm 1000μm 500μm PPAC PPAC CsI(Tl) 3×3 20mm 四分Si1 300μm 52cm 5cm 14cm 2.3cm 10cm 两片ppac确定入射束的位置与方向 前两片Si探测器可以阻止15O，第一片Si-Strips探测器确定15O的置。 后两片Si探测器和CsI(Tl)可以测到多数的衰变质子。第二片Si-Strips探测器确定质子的位置。

三、数据分析与结果 TOF选17Ne ΔE-TOF谱 17Ne 15O

挑选单质子 质子

挑选15O ΔE-E谱(MeV) 17Ne 15O

三体问题的处理方法 1，3为质子 2为核心O15 取坐标系为质心系，取z轴与p3-12重合 算得反应的幅度f与角度之间的关系。

角分布实验结果

与理论计算的对比 纯1d5/2 纯2s1/2 常数 实际情况是上述两种的耦合

SCAT程序 COMP. PHYS. COMMUN. 1 (1969) 106 相移的理论计算 SCAT程序 COMP. PHYS. COMMUN. 1 (1969) 106 δ0/degree E12/MeV 实验结果引自 Nucl.Phys.A 596 (1996) 122 忽略d波的相移 Nucl.Phys. 32 (1962) 259

四、结论 用17Ne在轻靶上的破裂反应实验，通过计算16F与其衰变质子的角关联，初步得到17Ne的两个价质子主要处于s轨道，从而基本支持17Ne为双质子晕核这一结论。