Variation des déphasages de la diffusion p-d près du seuil de cassure du deuton

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Submitted on 1 Jan 1980

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Variation des déphasages de la diffusion p-d près du seuil de cassure du deuton

F. Lahlou, R.J. Slobodrian, P. Bricault, S.S. Dasgupta, R. Roy, C. Rioux

To cite this version:

F. Lahlou, R.J. Slobodrian, P. Bricault, S.S. Dasgupta, R. Roy, et al.. Variation des déphasages de la diffusion p-d près du seuil de cassure du deuton. Journal de Physique, 1980, 41 (6), pp.485-487.

�10.1051/jphys:01980004106048500�. �jpa-00209271�

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Variation des déphasages ^{de la diffusion} p-d près ^{du seuil de cassure du deuton}

F. Lahlou (*), ^{R. J.} Slobodrian, ^P. Bricault, ^{S. S.} Dasgupta (**), ^R. Roy ^{et C. Rioux}

Laboratoire de Physique Nucléaire, Département ^de Physique, Université Laval, Québec ^{G1K 7P4, Canada}

(Reçu ^le 30 janvier 1980, accepti ^{le 21} février 1980)

Résumé.

On a mesuré la section efficace différentielle de la diffusion élastique p-d ^de 3,14 ^à 3,74 MeV, dans la

région du seuil de cassure du deuton. Une analyse ^en déphasages ^{montre une variation} intéressante de l’onde

partielle 2S1/2, ^non décelée dans les mesures plus ^anciennes à des pas de ¹ MeV.

Abstract.

Measurements of the p-d ^elastic scattering differential cross-section between 3.14 and 3.74 MeV, around threshold for the deuteron break-up, ^{have been carried out and a} phase-shift analysis ^{shows an} interesting

variation of the 2S1/2 ^{partial wave,} unnoticed in the older measurements at 1 MeV steps.

J. Physique ⁴¹ (1980) ^{485-487 JUIN 1980,}

Classification

Physics ^Abstracts

15.40

1. Introduction.

La diffusion proton-deuton ^à

tres basse energie ^est particulierement interessante pour la verification des theories a trois _corps et Sund-

quist [1] a fait recemment une mise au point ^du pro- bl6me. Une analyse exhaustive des donnees exp6ri-

mentales a basse energie ^{avait ete faite} par Arvieux [2]

sur la base du formalisme d’h6licit6 [3] ^{en conservant}

le spin du canal. Plus recemment les donnees de Kocher et Clegg [4] ^sur la section efficace de diffusion

elastique ^{et les} pouvoirs d’analyse ^de polarisation ^de

White et al. [5] ^{ont ete} analyses par Schmelzbach

et al. [6] ^sur la base du formalisme le plus general,

sans conservation du spin ^{du canal, tel} que developpe

par Seyler [7]. Les donnees exp6rimentales ^etaient

mesurees a des intervalles de 1 MeV dans le systeme de coordonnees du laboratoire (700 keV dans le

systeme ^du CM) ^{et, en} apparence, les dephasages

montraient un comportement ^{monotone tres} regulier.

Neanmoins, ^des experiences ^{recentes sur} la radiation de freinage ^nucl6aire pres du seuil de cassure du deuton [8], ^{a des} pas variant entre 50 et 30 keV dans le systeme ^du CM, ^{ont montre une anomalie en}

traversant le seuil.

2. Experiences.

^{Nous avons} entrepris ^des expe-

riences conduisant a mesurer les sections efficaces differentielles de la diffusion p-d ^autour du seuil à

(*) Travail destine a satisfaire partiellement les conditions pour le degre ^{M. Sc.}

(**) ^En conge de l’Universit6 de Burdwan, ^Burdwan 713,101, India.

3,14, 3,34, 3,54 ^et 3,74 MeV, ^{soit a des} pas de 206-keV

dans le systeme du laboratoire (133 keV dans le _sys- t6me du CM), pour deceler des effets possibles ^{dus à}

Fig. ^1. - Sections efficaces experimentales. ^{En trait} plein ^les

courbes theoriques resultant de 1’analyse ^en dephasages. ^{La varia-}

tion non uniforme avec l’energie ^est directement visible.

[Experimental cross-sections. The curves are the theoretical fits from the phase-shift analyses. ^{The non} uniform variation with energy ^is directly visible.]

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01980004106048500

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l’ouverture d’un canal fort de reaction. Pres du seuil

1’6nergie cinetique des trois nucleons a Fetal final est tres petite, par consequent ^on peut s’attendre a ali- menter le canal de reaction a partir ^{de 1’onde S du}

canal d’entree. Dans ce cas une mesure de section efficace pourrait ^suffire pour determiner la variation des dephasages ^{de l’onde S sans} avoir besoin de

mesurer d’autres observables physiques ^du sys- teme p-d. ^{Comme on verra} plus loin, les resultats obtenus confirment ces hypotheses. ^{Les mesures ont}

ete faites avec une cible gazeuse de deuterium 99,99 %

pur ^contenue dans une chambre de reaction d’un diametre de 50 _{cm, et} deux detecteurs avec collima- tion geometrique ^{et un} A0 sous-tendu de 0,98°, donnant lieu a un facteur geometrique

places ^{a des} angles symetriques par rapport ^{au fais-}

ceau, procedure qui permet de reduire les erreurs

geometriques ^de facon importante [9]. La normali- sation absolue des sections efficaces (Fig. 1) ^{a 6t6}

d6terrnin6e _par rapport ^{a la} diffusion _p-p, connue à 0,15 % pres [10], ^{en mesurant} simultanément la dif- fusion _p-p et p-d a 1’aide d’un melange d’hydrogene

et deuterium. Les erreurs sont plus petites que 3 %

en regle generale.

3. Analyse.

L’analyse ^en dephasages ^{a ete faite}

a 1’aide d’un programme a recherche automatique [11].

Ce programme suit la parametrisation ^de Seyler [7].

Il _y a dans la region des basses energies ⁴¹ parametres importants [6] ^entre dephasages ^et coefficients de

m6lange. ^{Nous avons} restreint la recherche aux

cinq parametres principaux ^{entre 3 et 4 MeV : les} dephasages des ondes S et ’P. Pour 1’energie ^{3,14 MeV .}

on a utilise comme valeurs de depart ^{celles de Schmelz-}

bach et al. [6] ^a 3,00 MeV, ^et pour chaque energie

suivante le programme demarre automatiquement

avec les resultats obtenus a 1’energie qui vient d’etre

analysee. ^{Nous avons continue} 1’analyse ^{avec les}

donnees de Kocher et Clegg [4] ^{a 3,998 MeV et le}

programme converge a partir ^des parametres ^trouves

pour ^nos donnees a 3,74 MeV, ^aux valeurs trouvees par Schmelzbach ^et al. Ceci nous assure de l’accord

Fig. ^2.

^Les dephasages ^trouves representes ^en fonction de

l’energie ^{dans le} systeme ^du laboratoire. Le dephasage 2SI /2 ^montre

une variation notable en traversant le seuil d’eclatement (indiqu6

par ^une fl6che). ^En pointille ^{on a} indiqu6 la variation avec 1’energie

en accord avec les valeurs connues avant les experiences presentes.

Le dephasage 4 P 1/2 ^{presente aussi une variation.}

[The phase-shifts ^{as a} function of laboratory energy. The 2SJ12

phase-shift ^{shows a} noticeable variation in traversing the threshold for break-up (marked by ^an arrow). The dashed line shows the energy variation consistent with the values known before the present experiments. ^The 4P12 phase-shift shows also a variation.]

des valeurs trouvees _pour les dephasages pres ^{du seuil}

avec ceux aux energies plus elevees. Les valeurs cal- culees des sections efficaces sont representees ^aussi

sur la figure ^{1. La} figure ^{2 montre la} dependance

avec 1’energie ^des cinq dephasages qui ^{ont fait} l’objet

de la recherche. Le dephasage 2SJ /2 ^{varie de facon}

. non uniforme avec 1’energie ^en passant par le seuil de cassure du deuton, ^et tres vraisemblablement cette variation est due a la presence du seuil. Le tableau I contient les dephasages ^trouves.

4. Conclusions.

Les resultats obtenus permettent

d’envisager ^une eventuelle explication ^{de 1’anomalie}

observee dans la radiation de freinage pres ^{du seuil} [8].

Par ailleurs il sera aussi necessaire qu’une ^{theorie à}

trois _corps du systeme p-d ^rende compte ^{de la} depen-

dance en energie ^du dephasage 281/2. ^{Une etude}

Tableau I.

Déphasage ^en degrés. ^{Les erreurs} indiquées ^{sont les erreurs standards} _up [12] correspondant ^{à une}

variation ð.X2

^{1. Elles sont obtenues par} projection ^de 1’hypersurface X2 ^{sur le} plan (p, Z2) OÙ p ^est le paramètre.

[Phase shifts in degrees. ^{The indicated errors} correspond ^{to a} variation of ð.X2 = 1, ^obtained by projection

of the hypersurface X2 ^{on the} plane (p, x2), ^where p is the parameter. They ^are hence the standard deviations

(Jp [12].]

487

parallèle ^{a la notre de la} diffusion n-d serait tres souhaitable puisque ^{dans ce cas il} n’y ^a pas d’inter- action Coulombienne a longue portee, interaction qui

restreint _pour le moment le traitement theorique

exact du systeme p-d ^{a basse} energie.

Remerciements.

Nous sommes tres reconnais-

sant aux Drs. W. Grfebler, ^{B. J.-R.} Jenny ^{et P. A.}

Schmelzbach _pour leur tres aimable aide concernant leurs resultats et la correction de quelques expres- sions de la reference [7]. Nous remercions aussi le Centre de Traitement de l’Infonnation de l’Univer- site Laval qui ^{a foumi un} temps d’ordinateur assez

considerable _pour l’analyse des donnees. La colla- boration du personnel ^{du Van de Graaff a ete aussi}

inestimable et essentielle _pour nos experiences.

Bibliographie [1] SUNDQUIST, B., ^{dans Few} Body Systems ^and Nuclear Forces II,

Edité _{par H.} Zingl, ^{M. Haftel et H.} Zankel, Lecture Notes in Physics ⁸⁷ (Springer-Verlag, ^Berlin Heidelberg,

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[2] ARVIEUX, J., Nucl. Phys. ^{A 102} (1967) ^513.

[3] ARVIEUX, ^J. et RAYNAL, J., Nucl. Phys. ^{A 100} (1967) ^472.

[4] KOCHER, ^{D. C. et} CLEGG, ^T. B., ^Nucl. Phys. ^{A 132} (1969) ^455.

[5] WHITE, ^R. E., GRÜEBLER, W., KÖNIG, V., RISLER, R., RUH, A., SCHMELZBACH, P. A. et MARMIER, P., ^Nucl. Phys. ^{A 180} (1972) ^593.

[6] SCHMELZBACH, ^P. A., GRÜEBLER, W., WHITE, ^R. E., KÖNIG, V., RISLER, ^{R. et} MARMIER, P., ^Nucl. Phys. ^{A 197} (1972) ^273.

[7] SEYLER, ^R. G., Nucl. Phys. ^{A 124} (1969) ^253.

[8] SLOBODRIAN, ^R. J., ROY, R., RIOUX, ^{C. et} FROIS, B., Phys.

Lett. 78B (1978) ^55.

[9] SLOBODRIAN, ^R. J., CONZETT, ^H. E., SHIELD, ^{E. and} TIVOL, ^W.

F., Phys. ^{Rev. 174} (1968) ^{1122 et} references ci incluses.

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[11] SLOBODRIAN, ^{R. J. et} BRICAULT, P., Programme ^{PD en} algèbre complexe ^{et recherche} automatique (non publié).

[12] EADIE, ^W. T., DRIJARD, D., JAMES, ^F. E., Roos, ^M. and SADOU- LET, B., Statistical Methods in Experimental Physics (North-Holland, Amsterdam) 1971 ; ARNDT, ^R. A. and MACGREGOR, ^M. H., ^Methods Comput. Phys. ⁶ (1966)

253. Nous avons aussi vérifié que la variation des compo- santes 4P seules ne conduit _pas à rendre compte ^{de la} variation de la section efficace différentielle avec l’énergie,

selon le critère du ~2min. Le ~2 par degré ^de liberté demeure

très haut et inacceptable.