RIBFミニワークショップ「核子交換反応で探る6He核内2中性子の空間分布」• 実験の目的

世話人：理研北大須田利美加藤幾芳– α+2N のクラスター構造を持つ 6He 核のαコアー外2核子の空間広がりに関する情報を得る– 2核子間の相対運動量に敏感な測定量（核子交換反応）– 6Li核内 2N (pn) との比較で 6He 核内2N(nn) を議論。

• 現状
– 実験、データ解析ほぼ終了– 6He/6Li 核子交換反応の断面積比• 本ミニワークショップの目的– 実験グループの勉強会– 実験データと核内2核子系の関係（理論：波動関数、反応）– 今後の共同作業、展開

プログラム[座長：小林 俊雄]
１０：００

本ミニワークショップの目的について

須田 利美

１０：１０

核子交換反応と核内 2 核子系（３０＋１０）

須田 利美

１０：５０

p+6He(6Li)->n(p)+d+α(spectator)実験（３０＋１０）

吉田 敦

１１：３０

実験に関する議論（２０）１１：５０~１３：００ 昼食[座長：井芹 康統]
１３：００

C S Mによる反応の記述 pn(p,p)d,nn(p,n)d（３０＋１０）

加藤 幾芳

１３：４０

6

H eと 11L iの neutron 間の相関（３０＋１０）

菊池 右馬

１４：２０

6

He(p,d)反応の DWBA解析（３０＋１０）

高階 正彰

１５：００~１５：２０ コーヒーブレイク[座長：加藤 幾芳]
１５：２０

di-neutron 相関におけるテンソル力の役割（３０＋１０） 明 孝之

１６：００

一粒子軌道の広がりについて（３０＋１０）

池田 清美

１６：４０

議論、今後の宿題の設定

須田 利美

核子交換反応と核内2核子系
6 He(p,dn)αspect
コアーメンバー：Ngyen Thuan Khai、吉田敦、須田利美,谷畑勇夫

PRL82(‘99)4996.

di-neutron 相関を見る新しい実験方法の開拓

配位の違いをどう見るか？
相対運動量密度分布に大きな違い！
直感的には

Δp・Δr ~ 1

核内2中性子間の運動量分布10-6Q : 1S 0cigar-likeρ(p) (MeV/c)-310-7

di-neutron

10-810-910-10050

100

150

200Momentum (MeV/c)

Q : 4πr2 ??

Q : ρnp(p) of 6Li

核内2核子間の相対運動量分布に敏感な物理量を捜せ

250300p+d 後方弾性散乱•

核内核子運動量分布

後方での弾性散乱は、核子交換過程が主– 断面積は陽子・中性子間の相対運動量密度で決まる。

p+d elastic scattering at E =140 MeV
d100pexchange mechanismdσ/dΩ (mb/sr)

dp0dpproton deuteron104/3*p0

1/3*p0p0

proton1/3*p0deuteron

PWIA

1050100dσ2∝ κ ⋅ [ ρ ( p)]dΩ150

scattering angle in CMK. Sekiguchi et al.,
PRC 65,034003,2002€€

p=1p03

Faddeev 計算（ by S. Ishikawa)dσ2∝ κ ⋅ [ ρ ( p)]dΩ€

66 Li核中の”重陽子”について•

6Li 核内の”重陽子”の運動量分布、”形状因子”–準弾性散乱運動学での6Li(e,e’d)αe’q-PmPm
dα

d 6σ2= Kσ ed (q) φ ( pm )dp e dpd• 運動量分布 ：核内 d の運動量分布• 形状因子 ： 6Li 核内”重陽子”の大きさ€free deuteron

NPA578(‘94)93.

運動量分布（σ˜34 MeV/c)

S=0.73±0.14

6He :60 MeV/c

重陽子の形状因子とほぼ同じ

Q : 6Li 核はこんな単純な描像で良い？？

p+d 後方散乱@ Ep = 70 MeV
θp = 150 - 180°

p+’nn’ 後方散乱@ Ep = 70 MeV
θn = 150 - 180°
p+’nn’ -> n + dp+d -> p + d

核子交換反応後方では核子交換反応

p0p0

核内2中性子間の運動量分布10-610-610-7cigar-likeρ(p) (MeV/c)-3

ρ(p) (MeV/c)-310-7

ρ(p)10-810-910-10D-state

10-11S-state

di-neutron

10-810-910-1210-1010-130200p (MeV/c)

400

600

050100150200Momentum (MeV/c)

250

300

p+’d’, p+’nn’
p0Spin13S113S

1Isospin

Spin€p031S013SIsospin
1rr rrr
1
1 31 r+1→ , → +122 22rr
r1
1
1+0→ → +0222rr
r
1
11 r+0→ → +1222rr rr
r1
1 3
1+1→ , → +0
22 22€
pn,nn系の動径方向の波動関数が同じと仮定< nd Oˆ | p(nn) >|2= 0.44442
ˆ< pd O | pd >|€Oˆ = V (σ1⋅ σ 2)(τ1⋅ τ 2)

菊池さん

核子交換反応（ONE） 過程断面積の比|< spin ⋅ isospin >|2 [ ρ nn ( p)]2

σ ONE ( p+' nn'→ nd)=
σ ONE ( p+' pn'→ pd) |< spin ⋅ isospin >|2 [ ρ pn ( p)] 2€6He核内 nn 系運動量密度22< nd Oˆ | p(nn) >|2 [ ρ nn ( p)]ρ nn ( p)][=2 = 0.444422
ˆ< pd O | pd >| [ ρ pn ( p)][ρ pn ( p)]6Li核内 pn 系運動量密度

Q :€この比にdistortionはどの程度深刻な影響を与える？

まとめると。。。。
1．6Li核内の”重陽子”は、自由な重陽子とほぼ同じ大きさ
運動量密度分布もほぼ同じ2．Ep=70MeVでのp+”d”後方弾性散乱
相対運動量 120 - 150 MeV/cに対応
3．6He核内の2中性子の相対運動量分布も同様

pdn

10-5
Deuteron densitys-wave
d-wave
6He cigar (norm.)
6He dineutron (norm.)

10-6α

α

6Lidnnρ(p) (MeV/c)-310-7
10-8
10-9
10-10
10-1110-12

α
6He

10-13

α

0100

200

300

400

500

Momentum (MeV/c)

Q : 6Li内npと6He内nn を直接比較したい

11600

3. Experimental set-up

6He (6Li) secondary（あ吉田さん）TOF

beam at 70 AMeV5o ≤ _d ≤ 30o
Slow-dp-targetθα ≤ 4o_HE-n, p5o ≤ _n, p ≤ 30o
ONE reaction is produced here
Fragment-separator

9Betarget

12C Primary Beam at 92 AMeV

Fig. 6 Schematic view of Experimental set-up
12Two-stepONE

E_ (MeV/u)

E_ (MeV/u)

Identification for ONE and “two-step” reactions

Two-stepONE

EP(MeV)EP(MeV)

Experimental analysis

Kinematical simulation

ONEααSpectator-like13What is “Two-step” reaction ?
1) α does not have spectator-like momentum2) back-scattered proton has lower energysimulation

Ep=70 MeV

Neutron pickupαα

Ep=70 MeV

ONE+FSIαα14

6He/6Li Ratio
160.6

6σ( He)/σ( Li)

0.8

0.4

Preliminary
0.444

0.2

“Two Step”
ONE0640

660

680

700

Time-of-Flight (ch)di-neutron 的な成分が 6He内には必要
反応理論

15

将来の展開より高いエネルギー（＠RIBF or GSI)
• 核内2核子系• 31S0 (S-wave only)• 13S1 (S-wave and D-wave)

違いはD-wave

10-610-7

RIPS 実験ρ(p)ρ(p) (MeV/c)-3

10-8
10-9
10-10

D-state10-11

S-state

RIBF

10-12
10-13
0200

400600p (MeV/c)•18O

16O18F

16O

18Ne

16O

結論•

核子交換反応を利用し、6He核内の2中性子間の相対運動量密度に敏感な反応断面積を測定– p+”nn” -> n + d– Ep = 70 MeV– 6Li 核内の pn 系との比較•核子交換反応の断面積– σ(6He)/σ(6Li) ˜ 0.1-0..2– 6Li核内ｐｎ対程度の空間的広がりを持つ2中性子対•

今後–σ(6He)/σ(6Li) 解釈• σ(p+”nn”->nd)/σ(p+”pn”->pd)• 反応計算• 6He内の2中性子の空間分布に関する知見– より高いエネルギーでの実験@RIBF (&＠GSI)