Tóm tắt Luận án Tiến sỹ Vật lý hạt nhân nguyên tử: Nghiên cứu cấu trúc của các hạt nhân halo 6,8HE và12,14BE thông qua phản ứng trực tiếp trong động học ngược

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ<br /> VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM<br /> <br /> LÊ XUÂN CHUNG<br /> <br /> NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CỦA CÁC HẠT NHÂN<br /> HALO 6,8 He VÀ12,14 Be THÔNG QUA PHẢN ỨNG<br /> TRỰC TIẾP TRONG ĐỘNG HỌC NGƯỢC<br /> <br /> Chuyên ngành: Vật lý hạt nhân nguyên tử<br /> Mã số: 62 44 01 06<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ<br /> <br /> Hà Nội - 2016<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại:<br /> Trung tâm Vật lý hạt nhân, viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân<br /> Hà Nội; Trung tâm Vật lý hạt nhân, viện Nghiên cứu ion nặng<br /> GSI Damstadt, Cộng hòa liên bang Đức.<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. Đào Tiến Khoa<br /> : GS. TS. Peter Egelhof<br /> <br /> Phản biện 1: ............................................................<br /> ............................................................<br /> Phản biện 2: ............................................................<br /> ............................................................<br /> Phản biện 3: ............................................................<br /> ............................................................<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp viện chấm luận án<br /> tiến sĩ họp tại ................................................<br /> Vào hồi<br /> giờ<br /> ngày<br /> tháng năm<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: ...................................................<br /> ...................................................<br /> <br /> Chương 1<br /> Giới thiệu<br /> Cấu trúc halo của hạt nhân đã được tập trung nghiên cứu<br /> rất mạnh mẽ với chùm đồng vị phóng xạ không bền (RIB) kể từ<br /> những năm tám mươi của thế kỷ trước. Nó được thực nghiệm<br /> phát hiện và chứng minh lần đầu tiên qua loạt thí nghiệm của<br /> Tanihata và các đồng nghiệp [1, 2]. Cấu trúc halo là cấu trúc bao<br /> gồm một lõi chặt và các nucleon liên kết yếu ở xa. Do đó, phân bố<br /> vật chất hạt nhân halo thường được mở rộng dẫn đến bán kính<br /> của hạt nhân lớn có thể so sánh được với hạt nhân nặng bền. Một<br /> ví dụ về cấu trúc này được thể hiện trong hình 1.2, trong đó kích<br /> thước của 11 Li có thể so sánh với kích thước của hạt nhân có khối<br /> lượng trung bình 40 Ca và của hạt nhân nặng 208 Pb. Không giống<br /> như hạt nhân bền, hàm sóng (HS) của các nucleon halo khác với<br /> HS của các nucleon trong lõi. Dẫn đến, sự phân bố mật độ của<br /> chúng khác nhau. Năng lượng tách càng nhỏ, đuôi phân bố mật<br /> độ càng dài. Độ dốc của đường phân bố mật độ cũng phụ thuộc<br /> <br /> Hình 1.2: So sánh kích thước của<br /> lượng trung bình<br /> <br /> 40<br /> <br /> 11<br /> <br /> Li với kích thước của hạt nhân khối<br /> <br /> Ca và của hạt nhân nặng<br /> <br /> 1<br /> <br /> 208<br /> <br /> Pb.<br /> <br /> vào mô men góc của quỹ đạo. Cấu trúc này thường liên quan đến<br /> các nucleon hóa trị thuộc quỹ đạo s và p. Có hai kỹ thuật chính để<br /> tạo chùm tia các đồng vị không bền sử dụng trong các thí nghiệm<br /> nghiên cứu cấu trúc halo là: kỹ thuật tách các đồng vị trên đường<br /> bay rồi gia tốc (ISOL) và phương pháp tách hạt đã được gia tốc<br /> (in-flight). Chùm tia đồng vị phóng xạ được sử dụng cho các thí<br /> nghiệm trong động học ngược, thông thường được kết hợp với bia<br /> "hoạt" để tăng độ sáng phản ứng.<br /> Luận án này trình bày kết quả nghiên cứu cấu trúc halo của<br /> các hạt nhân 6,8 He và 12,14 Be thông qua các phản ứng trực tiếp<br /> trong động học ngược thực hiện tại viện GSI Darmstadt tại E ≈<br /> 700 MeV/u [3, 9, 11].<br /> 6,8 He là những hạt nhân halo nhẹ nhất và được cho là bao gồm<br /> lõi α với tương ứng 2 và 4 nơtron halo liên kết yếu. Các phản ứng<br /> tán xạ đàn hồi 6,8 He+p được đo trong 2 loạt thí nghiệm cho vùng<br /> mô men xung truyền thấp [9] và cao [11] chứa vùng cực tiểu nhiễu<br /> xạ đầu tiên. Phân tích số liệu tán xạ đàn hồi cho chúng ta thông<br /> tin trực tiếp về kích thước và phân bố mật độ hạt nhân. Bộ số<br /> liệu đầu nhạy với thông tin cấu trúc bề mặt hạt nhân [4], chính là<br /> vùng thể tích halo. Trong khi đó, bộ số liệu thứ hai lại nhạy với<br /> cấu trúc lõi [5]. Do đó, phân tích bộ số liệu tổng được chờ đợi sẽ<br /> cung cấp thông tin chính xác về kích thước và phân bố vật chất<br /> của 6,8 He.<br /> Cấu trúc của các hạt nhân không bền 12,14 Be được nghiên cứu<br /> thông qua phản ứng phân mảnh p(12 Be,11 Be) và p(14 Be,12 Be),<br /> thuộc loạt thí nghiệm đo vùng mô men xung truyền thấp. Độ<br /> rộng của phân bố mô men xung lượng là thông tin quan trọng<br /> không chỉ về sự hình thành cấu trúc halo mà còn về cấu hình<br /> trạng thái cơ bản của hạt nhân. Ngoài ra, sự không bền vững tại<br /> số magic N = 8 trong hạt nhân 12 Be cũng đang rất được quan<br /> tâm, nó vượt ra ngoài khả năng giải thích của lớp vỏ.<br /> Nghiên cứu tính khả thi và R&D của các detector bán dẫn<br /> silicon hai chiều nhiều dây, sử dụng trong các dự án tương lai<br /> EXL cho cùng hướng nghiên cứu, cũng được trình bày.<br /> <br /> 2<br /> <br /> Chương 2<br /> Các thí nghiệm<br /> 2.1<br /> <br /> Phản ứng vỡ mảnh<br /> <br /> Chùm sơ cấp 18 O được tạo ra và gia tốc lên năng lượng xấp<br /> xỉ 750 MeV/u. Sau đó, nó được bắn vào một bia sơ cấp berillium<br /> dày 8 g/cm2 ở lối vào của bộ tách hạt (FRS). Các sản phẩm thứ<br /> cấp là 12,14 Be được tạo ra và chọn lọc. Tại vị trí bia thứ cấp hydro,<br /> năng lượng của chúng lần lượt là 700.5 và 700 MeV/u.<br /> <br /> 2.1.1<br /> <br /> Bố trí thí nghiệm<br /> <br /> Sơ đồ bố trí thí nghiệm được trình bày trong hình 2.3. Trong<br /> đó, bộ phần chính là buồng ion hóa IKAR chứa khí hyđro [6, 7, 9],<br /> nó được sử dụng vừa là bia và là detector đo hạt proton giật lùi<br /> (bia hoạt). Tín hiệu proton giật lùi được trùng phùng với hạt Be<br /> tán xạ. Góc tán xạ θs và điểm tương tác được xác định từ các<br /> tọa độ đo bởi hệ detector đo quỹ đạo gồm 2 cặp buồng đếm tỷ<br /> lệ 2 chiều nhiều dây (MWPC1 -MWPC2 và MWPC3-MWPC4),<br /> bố trí phía trước và sau IKAR. Các detector nhấp nháy S1, S2<br /> và S3 được sử dụng để nhận dạng chùm hạt đạn và lấy tín hiệu<br /> "trigger". Việc nhận diện hạt được thực hiện thông qua phương<br /> pháp thời gian bay (ToF) giữa bản nhấp nháy S1-S8 (S8 đặt cuối<br /> FRS) và độ mất năng lượng của hạt ∆E trên S1, S2 và S3. Thêm<br /> vào đó, bản nhấp nháy phản trùng phùng với lỗ tròn có đường<br /> 3<br /> <br />