奇Z核27P激发态双质子关联发射的实验研究

质子滴线附近核素的双质子发射现象是当今国际核物理研究的热点问题之一，绝大部分研究都集中于偶Z核。本项目拟利用运动学完全测量的方法研究奇Z核27P激发态双质子发射现象。拟采用一套由硅条探测器阵列、大面积硅探测器阵列和CsI+PIN探测器阵列组成的系统实现破裂余核与轻粒子的关联测量，重构反应的运动学过程，抽取27P激发能谱、两质子角关联谱和相对动量谱等反映两质子关联信息的重要参量。同时结合蒙特卡洛模拟确定27P不同激发态两质子不同发射机制的分支比，研究2He集团发射的机制。. 本项目将是科研小组继28P+197Au体系之后又一次对A=30区域的奇Z核开展双质子发射实验，研究将对激发态双质子发射规律做出进一步有意义的探索。

在中国科学院近代物理研究所放射性束流线（RIBLL）上成功开展了丰质子近滴线核27P与28S高激发态双质子衰变现象的研究。实验采用能损与飞行时间鉴别技术，即ΔE-TOF方式鉴别次级束离子，运用方硅、硅条探测器以及CsI晶体组成ΔE-ΔE-Er探测器阵列实现破裂余核与发射轻粒子的运动学完全测量。实验数据采用“Event-by-Event”分析过程，对每一个两粒子发射事件进行运动学重构，然后依据激发能谱，角关联函数以及相对动量谱等参量并结合蒙特卡罗模拟探讨两粒子发射机制。.能量为48.7 MeV/u 29S束流与46.2 MeV/u的28P次级束轰击193 mg/cm2厚的197Au次级靶。布居至高激发态的热核主要发射质子等轻粒子。实验上通过破裂重碎片与轻粒子的符合，同时结合硅条时间信号与径迹重构降低偶然符合等方式来选择双质子发射的反应道。对于两质子发射的蒙特卡罗模拟首先根据不同反应机制（集团发射，同时无关联发射与级联发射）确定质心系中各个物理量的表现形式，然后再依据具体的实验环境模拟出实验室系角关联函数等参数的具体形式。分析研究认为28S高激发态2He集团发射的分支比为20%。27P高激发态不存在明显的2He集团发射，主要为级联发射或者三体无关联发射。.国际上关于2He集团发射的物理本质一直存在争议，主要有两种观点：第一种观点认为高激发态的双质子晕结构效应更有利于两质子直接发射;而另一种观点认为高激发态的大形变会导致库仑势垒各向异性从而促使发射的两个质子角关联各向异性。我们的实验结果肯定第一种观点，不支持第二种观点： 27P的高激发态库仑势垒存在各向异性，然而其发射的两个质子角关联主要呈现各向同性，没有观察到明显的2He集团发射；28S高激发态的双质子晕结构促使其发射的两个质子有很强的关联，从而观察到明显的2He集团发射。因此，实验结论对于解决这个争议有重要的推动作用。.相关物理结果已在Physics Letters B（一篇），Physical Review C（三篇），Plasma Science and Technology（一篇）等国际刊物正式发表。