快裂变颈部发射的同位旋效应与亚饱和密区对称能的约束

The time scale of fast fission in heavy ion collisions at Fermi energy regime is between the statistical emission and the two body scattering process. The neck region formed in the fast fission hot nuclei is neutron rich and experiences a stage below saturation on the way to the scission point. Thus it provides a new means to probe the symmetry energy at sub-saturation density because of the mechanism of isospin fractionation. This application is to conduct the collision experiment of 40Ar+232Th at 30 MeV/u at HIRFL-RIBLL. The fission fragments will be detected in coincidence with the emitted light charged particles. The pre- and post- scission multiplicities are deduced by multi-source analysis to different angles for all the light isotopes. The isospin composition of the neck emission will be compared to the non-neck emission through the multiplicities of the particles emitted perpendicular and in parallel to the fission axis. The isospin fractionation process is to be observed. Using these new observables, we expect to constrain the symmetry energy at sub-saturation densities in the framework of a well developed transport model.

Fermi能区重离子碰撞中的快裂变过程时标介于统计发射与两体散射之间。所形成的颈部区域中子丰度较高，在至断点的过程中历经亚饱和密度区，将是研究低密区对称能的良好探针。本申请拟在兰州放射性束流线装置(RIBLL)上完成30MeV/u 40Ar+232Th反应实验，关联测量裂变碎片和轻带电粒子，重构碰撞中的快裂变事件。以多角度的多源模型分析得出发射粒子的断前断后同位旋差异，通过垂直裂变轴和平行裂变轴出射的轻粒子得到颈部发射和非颈部发射的同位旋差异，重现颈部区域的同位旋分馏过程。并通过与输运模型计算结果的比较，为约束低密区对称能提供一种新的实验手段。

Fermi能区重离子碰撞中的快裂变过程时标介于统计发射与两体散射之间，且所形成的颈部区域中子丰度较高，将是研究低密区对称能的良好探针。为此，本申请拟重建30MeV/u 40Ar+232Th碰撞中的快裂变事件，并通过发射粒子的断前断后同位旋差异、以及颈部发射和非颈部发射的同位旋差异，约束低密区对称能。我们在兰州重离子加速器-放射性束流终端上完成了30MeV/u 40Ar+197Au的实验，通过轻带电粒子和裂变碎片的符合测量以及轻带电粒子的单举测量，首次在大角度范围内考察了粒子发射的中子丰度随角度的变化关系，发现粒子的相对丰度随角度的增加而减小。多源模型的拟合证实观测角度的变化反映了粒子发射源和平均出射时标的变化，由此得出同位旋自由度的输运过程从颈部动力学发射一直持续到统计发射，呈现长时标的特征。通过多源模型的分析，得到饱和密度附近的斜率参数为L=33-61（CL95%）。主要的实验成果以快讯的形式发表在了PRC95，041602R(2017)上。.此外，我们在寻找对称能敏感探针的时候，发现了氘核在于重核散射的同位旋矢量极化效应。当一个有固定取向的氘核进入靶核的核势场中时，作用在中子上的排斥核势和作用在质子上的吸引核势就像一个转动力矩一样，使得氘核瞬间发生额外的“转动”，并且在其后续的破裂过程中留下清晰的实验信号。实验上捕捉这一信号，有助于观测核力对质子和中子作用的微小差异。该工作发表在PRL 115,212501（2015）上。