Determining low-energy characteristics of the pp interaction in the d + 1H → p + p + n reaction

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The study results of the d + 1H → p + p + n reaction are presented. A kinematically complete experiment with using a deuteron beam energy of 15.3 MeV at the U-120 accelerator of the MSU SINP was carried out. A proton from the breakup of the singlet pp state and a secondary neutron were registered in coincidence. As a result of the study, the low-energy characteristics of pp interaction, namely, the energy value of the virtual singlet pp state and the corresponding value of the pp scattering length were determined.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. A. Kasparov

Institute for Nuclear Research of Russian Academy of Sciences

Email: vyacheslavmitsuk@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

M. V. Mordovskoy

Institute for Nuclear Research of Russian Academy of Sciences

Email: vyacheslavmitsuk@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

V. V. Mitsuk

Institute for Nuclear Research of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vyacheslavmitsuk@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

V. M. Lebedev

Moscow State University

Email: vyacheslavmitsuk@yandex.ru

Skobeltsyn Research Institute of Nuclear Physics

Russian Federation, Moscow

A. V. Spassky

Moscow State University

Email: vyacheslavmitsuk@yandex.ru

Skobeltsyn Research Institute of Nuclear Physics

Russian Federation, Moscow

References

  1. V. G. J. Stoks, R. A. M. Klomp, C. P. F. Terheggen, and J. J. de Swart, Phys. Rev. C. 49, 2950 (1994).
  2. Е. С. Конобеевский, С. В. Зуев, М. В. Мордовской, С. И. Поташев, И. М. Шарапов, ЯФ 76, 1479 (2013) [Phys. At. Nucl. 76, 1398 (2013)].
  3. C. Bäumer, D. Frekers, E.-W. Grewe, P. Haefner, S. Hollstein, B. C. Junk, A. Korff, S. Rakers, R. Schmidt, A. M. van den Berg, B. Davids, M. N. Harakeh, M. Hunyadi, M. A. de Huu, H. J. Wörtche, N. Blasi, et al., Phys. Rev. C 71, 044003 (2005).
  4. Е. С. Конобеевский, С. В. Зуев, A. A. Каспаров, В. И. Кукулин, В. М. Лебедев, М. В. Мордовской, В. Н. Померанцев, А. В. Спасский, ЯФ 81, 555 (2018) [Phys. At. Nucl. 81, 595 (2018)].
  5. Е. С. Конобеевский, А. А. Афонин, С. В. Зуев, А. А. Каспаров, В. М. Лебедев, В. В. Мицук, М. В. Мордовской, А. В. Спасский, Изв. РАН. Сер. физ. 84, 492 (2020) [Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 84, 378 (2020)].
  6. Е. С. Конобеевский, А. А. Афонин, А. А. Каспаров, В. М. Лебедев, В. В. Мицук, М. В. Мордовской, А. В. Спасский, С. В. Зуев, Изв. РАН. Сер. физ. 85, 685 (2021) [Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 85, 530 (2021)].
  7. A. A. Kasparov, M. V. Mordovskoy, V. V. Mitsuk, V. M. Lebedev, and A. V. Spassky, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 88, 1189 (2024).
  8. J. R. Bergervoet, P. C. van Campen, W. A. van der Sanden, and J. J. de Swart, Phys. Rev. C 38, 15 (1988).
  9. H. Brückmann, W. Kluge, H. Matthäy, L. Schänzler, and K. Wick, Phys. Lett. B 30, 460 (1969).
  10. Zhang Ying-ji, Yang Jin-qing, Zhang Jie, and He Jian-hua, Phys. Rev. C. 45, 528 (1992).
  11. G. A. Miller, B. M. K. Nefkens, and I. Šlaus, Phys. Rep. 194, 1 (1990).
  12. А. А. Каспаров, М. В. Мордовской, А. А. Афонин, С. И. Поташев, В. В. Мицук, ЯФ 86, 245 (2023) [Phys. At. Nucl. 86, 44 (2023)]
  13. В. И. Кукулин, В. Н. Померанцев, О. А. Рубцова, М. Н. Платонова, ЯФ 82, 521 (2019) [Phys. At. Nucl. 82, 934 (2019)].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Experimental setup designed based on the results of kinematic modeling: 1 — vacuum scattering chamber (∅ 23 cm with a 20 μm thick lavsan exit window), 2 — CH2 target (30 μm thick), 3 — neutron detector (∅ 5 cm, 5 cm thick), 4 — ΔE detector (∅ 5 mm, 25 μm thick), 5 — E detector (∅ 10 mm, 1000 μm thick).

Download (138KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Experimental ∆E–E diagram. “Spots” correspond to reactions: 1 — d + p → d + p; 2 — d + 12C → d + 12C; 3 — d + 12C → p + 13C; 4 — d + p → p + d. The gray area on the proton locus is the simulated events from the breakup of the singlet pp system with Epp = 400 ± 100 keV and the emission angle of both protons in the range of 18° ± 2°.

Download (635KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Energy correlations Ep – En measured in the reaction d + 1H → p + p + n at Θp = 18° ± 2° and Θn = 38° ± 1.5°.

Download (369KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. The final spectrum of proton energy measured in coincidence with neutrons, depending on the emission angle of the second undetected proton Θp = 18° ± 0.5° (dotted curve), Θp = 18° ± 2° (solid) and Θp = 18° ± 4° (dashed).

Download (205KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Comparison of the experimentally obtained proton energy spectrum with the simulated spectra corresponding to Epp = 200 ± 10 (dotted curve), 400 ± 50 (solid), 600 ± 50 keV (dashed).

Download (152KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Dependence of χ2 on ΔEpp for different values ​​of Epp. The curves correspond to the values ​​of Epp: 1 — 330, 2 — 340, 3 — 350, 4 — 360, 5 — 375 keV.

Download (198KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Dependence of χ2 on Epp. Each value of Epp corresponds to its optimal value ΔEpp opt. The curve is an approximation by a quadratic polynomial. The dashed lines show errors in determining Epp.

Download (126KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».