Rola rezonansu w rozpadzie (β–p) jądra 11Be

Klasteryzacja jądrowa jest jednym z najbardziej zagadkowych zjawisk w fizyce subatomowej. Liczne przykłady takich struktur obejmują stan podstawowy jądra ¹¹Li z halo dwóch neutronów i słynny rezonans Hoyle’a w ¹²C, który odgrywa istotną rolę w syntezie cięższych pierwiastków w gwiazdach. Powszechność występowania wąskich rezonansów w pobliżu progu emisji cząstek sugeruje, że jest to ogólne zjawisko w każdym otwartym układzie kwantowym, w którym związane i niezwiązane stany silnie się mieszają, co skutkuje pojawianiem się kolektywnego stanu o cechach pobliskiego kanału rozpadu. Nowym spektakularnym przykładem tego zjawiska jest emisja protonu opóźnionego rozpadem ß^– ze słabo związanego stanu podstawowego jądra ¹¹Be. Badania w modelu powłokowym zanurzonym w kontinuum (SMEC) sugerują istnienie kolektywnego rezonansu J^𝜋 = 1/2⁺ w ¹¹B, który posiada wiele cech pobliskiego kanału z emisją protonu, co wyjaśnia ten zagadkowy rozpad. Bliskość progów emisji protonu i trytu sugeruje, że ten rezonans może również zawierać domieszkę klastra ³H. Aby wyjaśnić naturę tego hipotetycznego rezonansu 1/2⁺, konieczne będzie badanie reakcji ¹⁰Be(p,p)¹⁰Be.

Wąski rezonans 5/2⁺ w ¹¹B przy 11.600 (20) MeV, który leży nieco powyżej progu emisji neutronów i rozpada się w wyniku emisji neutronu lub cząstki α, ma decydujący wpływ na ogromną wartość przekroju czynnego na wychwyt radiacyjny neutronu przez jądro ¹⁰B. Sugeruje to, że funkcja falowa tego rezonansu jest silnie zmodyfikowana przez sprzężenie z pobliskim kanałem emisji neutronów. Rzeczywiście, w obliczeniach SMEC w pobliżu progu emisji neutronu występuje stan 5/2₆⁺, który silnie sprzęga się w fali cząstkowej L = 2 do kanału [¹⁰B(3⁺) + n] 5/2⁺. Wyznaczona teoretycznie kolektywizacja dla tego stanu jest ~110 keV powyżej progu na emisję neutronu, blisko eksperymentalnej energii stanu 5/2⁺. W przyszłości, aby wyjaśnić wpływ wirtualnego stanu neutronowego na przekrój czynny ¹⁰B(n,𝛾)¹¹B, konieczne będą badania reakcji ¹⁰Be(d,p)¹¹B.

 

J.Okołowicz, M.Płoszajczak, W.Nazarewicz

Convenient location of a near-threshold proton-emitting resonance in 11Be

Physical Review Letters 124, 042502 (2020)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.042502