Ядерна фізика та енергетика Nuclear Physics and Atomic Energy   ISSN: 1818-331X (Print), 2074-0565 (Online)   Publisher: Institute for Nuclear Research of the National Academy of Sciences of Ukraine   Languages: Ukrainian, English   Periodicity: 4 times per year   Open access peer reviewed journal

Full text (ua)

O. O. Beljuskina, V. I. Grantsev, V. M. Lebedev^*, A. L. Litvinsky, K. K. Kisurin, G. P. Palkin, S. E. Omelchuk, J. S. Roznjuk, B. A. Rudenko, V. S. Semenov, L. I. Sljusarenko, B. G. Struzhko, V. A. Shitjuk

Institute for Nuclear Research, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
^*Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University, Moscow, Russia

Abstract: Inclusive ³He spectra and differential cross sections of the ³H(d,³He)nn reaction measured at the deuteron beam energy of 37 MeV are presented. The shape of the inclusive ³He spectra can be reproduced by using a model that takes into account neutron - neutron Final State Interaction, Sequential Decay of the ⁴He* resonance (E_x = 21.2, Γ = 0.7 MeV) and an interference of resonant amplitude and Watson-Migdal as well. Thus this way differential cross sections of the ³H(d,³He)nn reaction followed by appearance of singlet nn pairs and angular distribution of singlet dineutrons are obtained. The results are compared to the supermultiplet potential model of the lightest nuclei interaction.

1. Larson H. T., Bacher A. D., Nagatani K., Tombrello T. A. Neutron-neutron effective range parameters from the ³H(²H,³He)²n and ³He(²H,³H)²р reaction. Nucl. Phys. A 149 (1970) 161. https://doi.org/10.1016/0375-9474(70)90385-4

2. Baumgartner E., Gonzett H. E., Shield E., Slobodrian R. J. Determination of the Neutron-Neutron Scattering Length from the Reaction T(d,³He)2n. Phys. Rev. Lett. 16 (1966) 105. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.16.105

3. Bachelier D., Bernas M., Harney H. L., Jourdain J. C. Charge symmetry in the mirror reaction ³H(d,³He)2n and ³He(d,t)2p at 83 MeV. Nucl. Phys. A 184 (1972) 641. https://doi.org/10.1016/0375-9474(72)90435-6

4. Gross E. E., Hungerford E. V., Malanify J. J. Charge-symmetry study with the reactions ²H(t, τ)nn and ²H(τ, t)pp. Nucl. Phys. A 164 (1971) 376. https://doi.org/10.1016/0375-9474(71)90221-1

5. Watson K. M. The Effect of Final State Interactions on Reaction Cross Sections. Phys. Rev. 88 (1952) 1163. https://doi.org/10.1103/PhysRev.88.1163

6. Мигдал А. Б. Теория ядерных реакций с образованием медленных частиц. ЖЭТФ 28 (1955) 3.

7. Phillips G. C., Griffy T. A., Biedenharn L. C. The significance of the generalized density of states function for nuclear spectra. Nucl. Phys. 21 (1960) 327. https://doi.org/10.1016/0029-5582(60)90057-2

8. Adam G., Bar Avraham E., Fox R., Porat Y. Investigation of the reaction ³H(n,2n)²H at E_n = 13.95 MeV and the neutron-neutron scattering length. Nucl. Phys. A 178 (1971) 321. https://doi.org/10.1016/0375-9474(71)90208-9

9. Charlton L. A., Kelso S. M., Warner R. E. A DWBA treatment of the reaction ³He(d,tp)p. Nucl. Phys. A 178 (1971) 39. https://doi.org/10.1016/0375-9474(71)90183-7

10. Niiler A., Spiger R. J., Von Witsch. W., Phillips G. C. Three-body break up in the ³He + d reaction. Nucl. Phys. A 179 (1972) 263. https://doi.org/10.1016/0375-9474(72)90368-5

11. Warner R. E., Gottlieb S. A., Ball G. C. et al. Effects of exchange and final-state interactions in the reactions ²H(³He,³Hp)p and ²H(³He, ³Hep)n. Nucl. Phys. A 221 (1974) 593. https://doi.org/10.1016/0375-9474(74)90485-0

12. Warner R. E., Ruyle R. L., Davies W. G. et al. Initial-state distortion and final-state interaction in the ²H(³He,³Hep)n and ²H(³He,³Hp)p reactions. Nucl. Phys. A 255 (1975) 95. https://doi.org/10.1016/0375-9474(75)90150-5

13. Darden S. E., Karban O., Blyth C. et al. The ²H(³He,³Hep)n reaction with 33-MeV polarized ³He ions. Nucl. Phys. A 486 (1988) 285. https://doi.org/10.1016/0375-9474(88)90237-0

14. Ayer Z., Darden S. E., Sen S., Warner R. E. Spin polarization effects in the ³He(d,³Hep)n and the ³He(d,tp)p reactions at E_d = 17 MeV. Nucl. Phys. A 562 (1993) 1. https://doi.org/10.1016/0375-9474(93)90029-W

15. Sekioka T., Fukunaga K., Kakigi S. et al. Breakup of ³He with 59.6 MeV vector-polarized deuterons at dp quasifree-scattering conditions. Nucl. Phys. A 588 (1995) 510. https://doi.org/10.1016/0375-9474(95)00015-S

16. Bruno M., Cannata F., D'Agostino M. et al. ³He-induced d* production. Journal of Physics G 14 (1988) L235. https://doi.org/10.1088/0305-4616/14/11/002

17. Neudatchin V. G., Sakharuk A. A., Smirnov Yu. F. Generalized potential description of the interaction of very light cluster: scattering and photonuclear reactions. Fiz. Elem. Chastits At. Yadra 23 (1992) 479.

18. Neudatchin V. G., Kukulin V. I., Pomerantcev V. N., Sakharuk A. A. Generalized potential-model description of mutual scattering of the lightest p + d, d + ³He nuclei and the corresponding photonuclear reactions. Phys. Rev. C 45 (1992) 1512. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.45.1512

19. Neudatchin V. G., Sakharuk A. A., Dubovichenko S. B. Photodisintegration of ⁴He and the Supermultiplet Potential Model of Cluster-Cluster Interactions. Few-Body Systems 18 (1995) 159. https://doi.org/10.1007/s006010050009

20. Лебедев В. М., Неудачин В. Г., Стружко Б. Г. Реакции с опрокидыванием спин-изоспина дейтрона и супермультиплетная потенциальная модель взаимодействия легчайших кластеров. Ядерная физика 65 (2002) 489.

21. Стружко Б. Г., Лебедев В. М., Неудачин В. Г. Упругое рассеяние дейтрона на дейтроне и реакция с переворотом их спин-изоспинов в синглет в сравнении с супермультиплетной потенциальной моделью взаимодействия кластеров. Ядерная физика 66 (2003) 845.

22. Бардин Рикки. Кинематический метод определения энергии пучка ускорителя. Приборы для научных исследований 35 (1964) 121.

23. Альошин В. О., Белюскіна О. О., Бердніченко С. В. та ін. Дослідження взаємодії дейтронів з ядрами тритію. Int. Conf. "Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy" (Kyiv, 2007) Part 1, p. 270;

Гранцев В. І., Грашилін В. О., Дей Ю. О. та ін. Модернизований експериментальний комплекс для дослідження ядерних реакцій на прискорювачі У-240. Зб. наук. праць Ін-ту ядерних досл. 5 (2004) 108. https://jnpae.kinr.kyiv.ua/05.1/Articles_PDF/jnpae-2004-05-1-108.pdf

24. Белюскіна О. О., Бердніченко С. В. Гранцев В. І. та ін. Дослідження ядерних реакцій у системі d + t. Ядерна фізика та атомна енергетика 8 (2007) 54. https://jnpae.kinr.kyiv.ua/21(3)/Articles_PDF/jnpae-2007-3(21)-0054-Belyuskina.pdf

25. Roy R., Seiler F., Conzett H. E., Rad F. N. Cross section and vector analyzing power iT₁₁ of the process ³He(d, d)³He (d,p)⁴He between 15 and 40 MeV. Phys. Rev. C 24 (1981) 2421. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.24.2421

26. Ohlsen G. G. Kinematic relations in reactions of the form A + B → C + D + E. Nucl. Instr. Meth. 37 (1965) 240. https://doi.org/10.1016/0029-554X(65)90368-X

27. Tornow W., Carman T. S., Chen Q. et al. Scattering length measurements from radiative pion capture and neutгon-deuteгon breakup. Nucl. Phys. A 631 (1998) 421. https://doi.org/10.1016/S0375-9474(98)00040-2

28. Александров Д. В., Никольский Э. Ю., Новацкий Б. Г. и др. Существуют ли возбужденные состояния в системе двух нейтронов? Письма в ЖЭТФ 67 (1998) 860.

29. Стружко Б. Г. Так существуют ли возбужденные состояния в системе двух нейтронов? Изв. PАН. 64 (2000) 890.