نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 1. پژوهشکده فیزیک و شتابگرها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران 2. گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بینالمللی امام خمینی، قزوین
2 دانشکده فیزیک دانشگاه تهران، انتهای خیابان کارگر شمالی، تهران
3 دانشکده فیزیک دانشگاه کاشان، کاشان
چکیده
در این مقاله، رهیافتی جدید برپایۀ اطلاعات زمان-پرواز نوترونهای آشکار شده در کانال گسست سه-جسمی دوترون-دوترون ارائه شده است که میتوان با استفاده از آن پارامترهای سینماتیکی نوترون را استخراج کرد. از آنجا که نوترونها تنها میتوانند ردی از خود در سامانۀ آشکارسازی BINA به جا گذارند، استخراج پارامترهای سینماتیکی نوترون از طریق سیگنالهای ADC عملاً امکان پذیر نیست. به علاوه آشکارساز MWPC نیز تنها قادر به شناسایی موقعیت مکانی ذرات باردار است. لذا، با استفاده از محل برخورد ذرات با آشکارسازهای سوسوزن دیوارۀ جلویی و اطلاعات زمان-پرواز آنها میتوان موقعیت مکانی آنها و در نتیجه زوایای پراکندگی آنها را استخراج کرد. با داشتن اطلاعات زوایای پراکندگی و پارامترهای سینماتیکی یک ذرۀ باردار دیگر میتوان انرژی نوترون را با استفاده از قوانین بقای انرژی و تکانه استخراج کرد. همچنین از تکنیک شناسایی ذره برای جداسازی پیکربندی dn در برهمکنش 2H(d, dn)p از پیکربندی pn استفاده شده است. به منظور ارزیابی و اعتبارسنجی رهیافت پیشنهادی، در هر مرحله از فرایند، پروتونهای آشکار شده در کانال گسست سه- جسمی دوترون-دوترون در نقش نوترون کانال گسست بهکار گرفتهشدهاند. نتایج توان قطبیدگی کانال گسست به دست آمده از این روش با نتایج پیشین کانال dp مقایسه و اعتبارسنجی شدهاست. با شناسایی و بازسازی سینماتیک نوترونهای حالت نهایی، میتوان تحلیل کانالهای هادرونی مختلف پراکندگی دوترون-دوترون را که شامل نوترون است انجام داد و اثرات کولنی و ایزواسپین را بسته به فضای فاز مورد نظر، مورد مطالعه قرار داد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Neutron-reconstruction and break-up channel identification in dd scattering using Time-of-Flight information of BINA scintillators
نویسندگان [English]
- Reza Ramazani-sharifabadi 1
- Massoud Mahjour Shafeie 2
- Ahmad Ramazani Moghaddam Arani 3
1 1. Physics and Accelerators Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute 2. Physics Department, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
2 Department of Physics, University of Kashan, Kashan, Iran
3 Department of Physics, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]
In this paper, a novel approach was presented based on the Time-of-Flight information of detected neutrons in the three-body break-up dd scattering to reconstruct the kinematical parameters of the neutron. Since neutrons only can leave a trace in the BINA detection system, the yields of the energy spectrum of the neutrons obtained from PMTs of the scintillators are not reliable for the extraction of the neutron energy. Also, the MWPC can not see neutrons. Therefore, the X and Y coordinates and subsequently the scattering angles of neutrons are extracted using the hit positions of particles within the E scintillators and their TOF information. Having the information of the scattering angles of neutrons as well as the kinematical parameters of another charged particle, one can calculate neutron energies using momentum and energy conservation laws. The particle identification technique was also exploited to identify the dn combination from the pn combination of the three-body break-up channel. To validate the proposed approach, the kinematics of protons obtained through the aforementioned approach were compared with those obtained using merely ADC signals. Identifying and reconstructing the kinematics of final-state neutrons allows us to analyze different hadronic channels of the dd scattering process in which neutrons are detected as a final-state particle. As a result, Coulomb effects and isospin dependency on nuclear potential can be investigated.
کلیدواژهها [English]
- neutron
- deuteron-deuteron scattering
- three-body break-up channel
- Time-of-Flight information
- H Yukawa, Phys. Math. Soc. Jpn. 17 (1935) 8.
- A Watanabe, Rev. C 103 (2021) 044001.
- S Pieper, Rev. C 64 (2001) 1.
- H Witala, Rev. Lett. 81 (1998) 11.
- H Witala, Few Body Syst. 49 (2010) 61.
- N Kalantar-Nayestanaki, Prog. Phys. 75 (2012) 016301.
- I Ciepal, Rev. C 100 (2019) 024003.
- R Ramazani-Sharifabadi, Phys. J. A 57 (2021) 119.
- K Ermisch, Rev. Lett. 86 (2001) 5862.
- K Ermisch, Rev. C 71 (2005) 064004.
- M Mohammadi-Dadkan, Phys. J. A 56 (2020) 81.
- A Ramazani-Moghaddam-Arani, Rev. C 78 (2008) 014006.
- R Ramazani-Sharifabadi, Phys. J. A 55 (2019) 177.
- H Tavakoli-Zaniani, Phys. J. A 56 (2020) 62.
- A Ramazani-Moghaddam-Arani, Lett. B. 735, 4-5 (2013) 282.
- H Tavakoli-Zaniani, Phys. J. A 57 (2021) 58.
- R Ramazani-Sharifabadi, Ph.D. Thesis. University of Groningen (2020).
- H Mardanpour, Ph.D. Thesis, University of Groningen (2008).
- R Ramazani-Sharifabadi, et al., Phys. J. A 56 (2020) 221.
)