Наличие нейтральных токов в лептонлептонном взаимодействии привело к многочисленным экспериментальным попыткам обнаружить нейтральный ток в нуклон-нуклонном взаимодействии.

Обычно исследуется интерференция между ядерными состояниями с противоположной четностью, при этом эффекты оказываются пропорциональны псевдоскалярному члену [1] типа , где - спин наблюдаемой частицы, - импульс частицы; ожидаемая величина эффектов в таких экспериментах »10^-7. Существуют описания ядерных реакций с участием сверхлегких ядер - это кластерные модели. Ряд легких ядер, вплоть до энергий возбуждения 20-25 МэВ, можно описать как состоящие из ограниченного числа кластеров [2]:

⁶Li ® a + n + p ®a + dў,
⁷Li ® a + 2n + p ® a + t,
⁹Be ® 2a + n,
¹⁰B ® 2a + 2n,
¹¹B ® 2a + 3n,

и реакцию нейтронов с легким ядром можно рассматривать как реакцию в малонуклонной системе в поле одной или нескольких a-частиц. Тогда задачу можно решить в терминах констант пион-нуклонной связи.

Наиболее оптимальным и перспективным является, с нашей точки зрения, исследование Р-нечетной асимметрии в реакциях ⁶Li(n,a)³Н в ³Н - канале и ¹⁰B(n, a)⁷Li*®⁷Li + g (Е_g = 0,478 МэВ) с наблюдением Р - нечетной асимметрии в альфа- и гамма-каналах. Теоретическая модель, хорошо описывающая практически все экспериментальные данные, предсказывает 70% кластеризацию ядра ⁶Li в виде a-частицы и дейтрона, деформированного в поле a-частицы, и 100 % кластеризацию ядра ⁷Li.

Были проведены расчеты коэффициентов Р - нечетной асимметрии вылета тритонов a_pN в реакции ⁶Li(n,a) в представлении констант слабого взаимодействия [2]:

,

и вылета гамма-квантов в реакции ¹⁰B(n, a) ⁷Li* ® ⁷Li + g [3]:

.

Здесь h_r , f_p - константы слабого взаимодействия, соответствующие обмену r-мезоном и p - мезоном. За нейтральный ток отвечает константа f_p . Вклад нейтрального тока составляет величину порядка (30-50)%. Численные значения получены при значениях слабых констант h_r = -11x10^-7, f_p = 2x10^-7. Измерив экспериментально коэффициенты асимметрии этих двух реакций, можно решить совместно два уравнения и найти слабую нейтральную константу, либо получить на нее ограничение.

Эксперимент осуществляется с применением интегрального метода регистрации событий.

С целью наблюдения малых Р-нечетных эффектов была создана пропорциональная камера [4], изображенная на рис. 1 и 2, которая использует продольно поляризованный пучок нейтронов. В камере вдоль оси пучка располагаются

Рис. 1. Фрагмент пропорциональной камеры

24 мишени и по две детектирующие камеры около каждой мишени. Одна половина камеры около каждой мишени регистрировала заряженные частицы, вылетающие по направлению импульса пучка, другая - против импульса.

Рис. 2. Пропорциональная камера на пучке поляризованных нейтронов:

1 - поляризующий нейтроновод, 2 - переключатель поляризации нейтронов (флиппер),
3 - пропорциональная камера, 4 - ловушка нейтронов.

Проведенные измерения реакции ⁶Li(n,a)³Н дали значение коэффициента Р-нечетной асимметрии [5]:

Были получены экспериментальные значения Р-нечетной асимметрии в реакции ¹⁰B(n,a)⁷Li для одиночной жесткой линии, которую можно выделить, изменяя давление газа в камере, и для суммы линий [5]:

Из этих экспериментальных данных можно рассчитать эффект для a-линии E_a =1.47 МэВ и тогда имеем для каждой из линий:

и

Выводы

Если говорить об аппаратурных возможностях, то система регистрации и сбора информации позволяет наблюдать эффекты до уровня 10^-9, не давая ложных асимметрий, что было проверено многочисленными экспериментами.

Теоретические расчеты по кластерной модели Р-нечетной асимметрии при взаимодействии нейтронов с легкими ядрами дают значение асимметрии

Полный эксперимент по всем реакциям можно осуществить примерно за 300 суток чистого времени набора статистики.

В настоящее время возможность получения значащих величин Р-нечетной асимметрии в рассмотренных реакциях и нахождение слабой нейтральной константы определяются только наличием поляризованного нейтронного пучка высокой интенсивности. Такую возможность предоставит высокопоточный реактор ПИК.

Литература:

1. B.Desplanques, Phis. Rep. 297 (1988) 1. 2. М.М.Нестеров, И.С.Окунев, Письма в ЖЭТФ, 48, вып. 11 (1988) 573.
3. В.А.Весна, Ю.М.Гледенов, П.В.Лебедев-Степанов и др., ЯФ, 62, №3 (1999) 565.
4. Yu.M.Gledenov, I.S.Okunev, S.S.Parzhitskii et al. NIM, A350 (1994) 517
5. В.А. Весна, Ю.М.Гледенов, И.С.Окунев и др. ЯФ, 59, № 1 (1996) 23.