在中能6He+208Pb反应中探索2n或4n共振态

Exploring bound neutron nuclei, which is very significant for people to understand the nature of nuclear force and the neutron star in the universe, has been continuing more than 50 years. In 2016, 4 candidate events of Tetraneutron resonance state had been found using SHARAQ spectrometer at RIKEN. This experimental results immediately raised widespread concern in the field of nuclear physics. It becomes a hot topic. This program will carry out the related experimental research using the domestic facility. We study the 2n or 4n resonance state by 30AMeV 6He + 208Pb reaction. A specific detector system is designed to precisely detect the momentum of ingoing and outgoing charged particles. Then the invariant mass spectra of 2n or 4n can be reconstructed with a missing mass method. Meanwhile we will try to explore the possibility of direct measurement of multi-neutron matter by analyzing the response shape of liquid scintillator. At the same time, we will measure the angular distribution of differential cross section of elastic scattering for 6He +208Pb reactions.

寻找束缚态纯中子构成的原子核已有50多年历史了,它对理解核力本质和天体中的中子星形成及其结构、性质具有重要的科学意义。2016年日本理化学研究所用SHARAQ谱仪发现了在阈值附近的4n共振态候选事件共4例，该实验结果很快引起了国际上核物理界的关注，研究纯中子原子核再度成为一个热点。本项目将在国内装置上开展相关研究，我们利用30AMeV的6He+208Pb的反应探索2n或4n可能的共振态结构。针对该实验我们设计专门的探测器，精确测定靶前入射粒子和靶后出射粒子的动量，利用缺失质量方法重构2n和4n的不变质量谱。同时通过与中子探测器符合，探寻直接测量纯中子原子核的可能性。在该实验中我们还将同时测量6He + 208Pb弹性散射微分截面角分布。

寻找束缚态纯中子构成的原子核已有50多年历史了,它对理解核力本质和天体中的中子星形成和性质具有重要的科学意义。特别是最近几年，纯中子原子核是否存在及晕核的反应机制研究再度成为研究热点。本项目利用兰州重离子加速器国家实验室的RIBLL1实验终端开展了相关实验研究，针对能量为34.5AMeV的6He+208Pb反应及其研究目标，设计专门了探测器，精确测定靶前入射粒子和靶后出射粒子的动量，优化了实验方案，旨在通过缺失质量方法重构2n和4n的不变质量谱，探索2n或4n可能的共振态结构。同时利用XIA获取系统记录中子探测器的波形，与前面的共振态事件符合测量，探寻直接测量纯中子原子核的可能性。该实验已经顺利完成，成功验证了VME与XIA混合获取系统的优势，对后期的设计更加精准的实验具有重要参考价值，同时还分析得到了6He + 208Pb准弹性散射微分截面角分布的初步结果。在本项目的部分资助下，我们还完成了9Li的6He+t集团共振态的实验数据分析和论文发表，这是首次实验观察结果，对于研究t等丰中子集团结构具有重要意义，同时也为本项目完成的实验中6He可能存在的t+t集团态提供是分析手段和方法；完成了费米能区不稳定核10Be、质子晕核8B破裂反应对弹性散射影响的研究和中子晕核11Be的弹性散射和破裂反应机制研究，我们团队的研究表明了在远高于库仑位垒能区，中子晕核破裂反应与弹性散射反应的耦合道效应仍然较强，质子晕核的破裂截面相比中子晕核要小，其对库仑虹的抑制效应也相对小，这是由于质子晕核的价质子的库仑位垒和离心势垒所造成的。我们项目团队还参与了库仑位垒能区的8B弹性散射和破裂反应道的耦合效应研究，证实了质子晕核在反应中存在库仑极化效应，该效应可能会对弹性散射和熔合反应造成一定影响。