Investigation of correlations in light neutron-rich nuclei
Etude des corrélations dans les noyaux légers riches en neutrons
Résumé
Correlations play a crucial rôle in understanding the structure of light nuclei at and beyond the neutron dripline. In this context, the two-neutron halo nucleus 6He and the unbound systems 5H, 7,9He and 10Li have been studied via measurements of the breakup of beams of 6He and 11,12Be. The CHARISSA and DEMON detector arrays were employed. The interpretation were facilitated by a simulation code (SILLAGE) which provided for the setup. In the case of 7He, the existence of an excited state with Er ~ 1 MeV and gamma ~ 0.75 MeV was confirmed. The virtual character of the s-wave ground state of 10Li was also confirmed and a scattering length of as ~ -16 fm deduced. The results obtained for 9He suggest that a virtual s-wave state may exist just above threshold. The study of the three-body breakup of 6He found that the decay of the first 2+ state is essentially direct, while the decay of the remaining continuum strength is sequential – passage via 5He. Using the technique of intensity interferometry an rms separation between the halo neutrons of 7.7 +- 0.8 fm was derived. This result was confirmed by a complementary method utilizing Dalitz plots. In the case of 5H, the invariant mass spectrum was found to exhibit a broad (gamma ~ 2MeV) structure some 1.8 MeV above threshold. Comparison with recent three-body model calculations suggest that this corresponds to the predicted 1/2+ ground state. An rms valence neutron separation of some 5.5 fm was estimated. A search was also carried out for the 4n system using the 12Be* (2 alpha +Xn decay channel). No signal was observed beyond that expected on the basis of the known background processes.
Les corrélations jouent un rôle crucial dans la compréhension des noyaux légers à et au-delà de la dripline neutron. Dans cette optique, le noyau à halo de 2 neutrons 6He et les systèmes 5H, 7,9He et 10Li ont été étudiés via la mesure de la cassure des faisceaux d'6He et de 11,12Be. Les détecteurs CHARISSA et DEMON ont été utilisés. L'interprétation a été facilitée grâce au code de simulation SILLAGE modélisant le dispositif expérimental. Dans le cas de l'7He, l'existence d'un état excité avec Er ~ 1 MeV et gamma ~ 0.75 MeV a été confirmé. Le caractère virtuel de l'onde s de l'état fondamental du 10Li a été confirmée et une longueur de diffusion as ~ -16 fm déduite. Les résultats pour l'9He suggèrent qu'un état s virtuel existerait juste au dessus du seuil. L'étude de la cassure à trois corps de l'6He a permis de mettre en évidence que l'état 2+ décroissait de façon essentiellement directe, alors que le processus réactionnel du continuum est séquentiel, via un passage par l'5He. La distance rms entre les 2 neutrons de valence obtenue par l'interférométrie d'intensité est de 7,7 +- 0,8 fm. Cette valeur a été confirmée par une méthode utilisant les représentations de Dalitz. Une structure large a été mise en évidence dans l'5H avec Er ~ 1,8 MeV et gamma ~ 2,1 MeV. Une comparaison avec un modèle récent à trois corps suggère qu'il s'agit d'un état 1/2+. Une distance rms entre les deux neutrons de valence d'environ 5,4 fm a été extraite. Enfin, l'existence du tétraneutron a été recherchée via une nouvelle voie : 12Be* se fragmentant en 2 alpha + Xn. Aucun signal n'a été observé au delà de ce qui était attendu en provenance du bruit de fond.