Известия Российской академии наук. Серия физическая, 2024, № 8

ИЗВЕСТИЯ 
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК 
СЕРИЯ  
ФИЗИЧЕСКАЯ
Том 88         № 8         Август
         2024
Журнал основан в сентябре 1936 г. 
Выходит 12 раз в год  
ISSN 0367-6765
Журнал издается под руководством Отделения физических наук РАН
Главный редактор
чл.-корр. РАН Д.Р. Хохлов
Редакционная коллегия:
докт. физ.-мат. наук В.В. Воронов (зам. главного редактора)  
чл.-корр. РАН А.В. Наумов (зам. главного редактора)
Редакционный совет:
докт. физ.-мат. наук, проф. Н.С. Зеленская, 
чл.-корр. РАН А.А. Калачев,
академик НАНБ, иностр. чл. РАН С.Я. Килин,  
иностр. чл. РАН, Prof. Dr. G. Leuchs,
чл.-корр. РАН М.В. Либанов, Prof. Dr. T. Plakhotnik,  
Prof. Dr. A. Rebane, академик РАН А.С. Сигов,
докт. физ.-мат. наук Е.В. Хайдуков
Заведующий редакцией 
канд. физ.-мат. наук К.Р. Каримуллин
Адрес: 117342, г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17Б  
Телефон: +7(499)658-0102
izvphys@gmail.com
 www.izv-fiz.ru
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия журнала “Известия РАН. Серия физическая”,  
     (составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Том 88, номер 8, 2024
Фундаментальные вопросы и приложения физики атомного ядра
Высоковозбужденные состояния нейтронно-избыточных изотопов легких ядер
Ю. Б. Гуров, В. Г. Сандуковский, М. В. Телькушев, Б. А. Чернышев
1166
О распределениях нейтронов из (γ, n)-реакций по энергии и углам на γ-пучках  
от обратного комптоновского рассеяния при Eγ ≲ 40 МэВ
А. М. Лапик, С. С. Белышев, В. В. Варламов, Л. З. Джилавян, А. А. Кузнецов,  
А. Л. Полонский, А. В. Русаков, В. И. Шведунов
1171
Образование сложных частиц при поглощении π–-мезонов в «живой» кремниевой мишени
Ю. Б. Гуров, C. А. Евсеев, С. В. Розов, В. Г. Сандуковский, Б. А. Чернышев
1177
Различие в распределении промежуточных и медленных нейтронов из выводного канала 
фотонейтронного источника
С. И. Поташев, Ю. М. Бурмистров, А. И. Драчев, А. А. Каспаров, В. Н. Пономарев
1182
К тестированию пороговых SiO2 аэрогелевых черенковских детекторов на космических лучах 
(моделирование и измерения)
А. М. Лапик, Л. З. Джилавян, В. П. Лисин, А. Л. Полонский, В. Н. Пономарев,  
Н. В. Руднев, А. В. Русаков
1186
Достоверность сечений фотонейтронных реакций на ядрах 51V и 59Co в экспериментах  
на пучках тормозного γ-излучения
В. В. Варламов, А. И. Давыдов, А. И. Мостаков
1191
Моделирование кластерного распада легких ядер при взаимодействии ядра 9Be  
с быстрыми нейтронами в ионизационной камере
В. М. Скоркин, С. И. Поташев, А. А. Каспаров
1199
Взаимодействие солнечных нейтрино с ядрами 128Te и 130Te
Ю. С. Лютостанский, А. Н. Фазлиахметов, Б. К. Лубсандоржиев, Н. А. Белогорцева,  
Г. А. Коротеев, А. Ю. Лютостанский, В. Н. Тихонов
1203
Моделирование и выбор оптимальных условий эксперимента по определению  
низкоэнергетических параметров np-взаимодействия в реакции nd-развала  
при энергии нейтронов 5 МэВ
А. А. Каспаров, М. В. Мордовской, А. А. Афонин, Д. Г. Цветкович
1209
Исследование структуры ядра 9Be в альфа-кластерной модели методом  
гиперсферических функций
А. С. Бажин, В. В. Самарин
1214
Кремниевые детекторные комплексы для исследований сверхплотной ядерной материи 
на ускорительно-накопительном комплексе NICA
В. И. Жеребчевский, В. П. Кондратьев, В. В. Вечернин, Н. А. Мальцев, С. Н. Иголкин,  
Г. А. Феофилов, В. В. Петров, С. Ю. Торилов, Н. А. Прокофьев, С. Н. Белокурова,  
Е. О. Землин, Д. А. Комарова
1222
Оценка моментов инерции фрагментов двойного деления ядер
С. Г. Кадменский, Д. Е. Любашевский, А. А. Писклюков
1236
Угловые и спиновые распределения первичных фрагментов деления
С. Г. Кадменский, Д. Е. Любашевский, А. А. Писклюков, Д. А. Степанов
1243

Оценка числа множественных регистраций мгновенных нейтронов деления  
мультимодульным нейтронным детектором на базе жидкого сцинтиллятора BC-501
О. В. Сидорова, Ш. С. Зейналов
1249
Динамическое моделирование кластеризации в мультимодальном делении тяжелых ядер
Ю. В. Иванский, А. В. Унжакова
1254
Поиск точечных эмиссионных центров методами атомно-силовой микроскопии  
на катоде многопроволочной пропорциональной камеры
Г. Е. Гаврилов, М. Э. Бузоверя, А. Ю. Архипов, А. А. Дзюба, И. А. Карпов,  
О. Е. Маев, М. В. Суясова
1259
Уравнение Шрёдингера и квантовые ударные волны при описании столкновений  
атомных ядер
А. Т. Дьяченко, И. А. Митропольский
1268
Измерение адронов с открытым очарованием в детекторе ALICE-3 на Большом  
адронном коллайдере высокой светимости
М. В. Малаев, В. Г. Рябов
1274
Результаты второй стадии физического пуска исследовательской ядерной  
установки БР-К1М
И. М. Пискорский, А. В. Арапов, А. В. Данилов, А. А. Девяткин, А. В. Жирнов,  
И. А. Кирилин, Н. А. Красавин, А. Е. Никифоров, Г. Н. Пикулина, К. А. Савасичев,  
А. Б. Соколов, В. А. Юхневич
1280
Ядерно-сканирующий микрозонд в исследовании эпислоев карбида кремния
М. Э. Бузоверя, И. А. Карпов, А. Ю. Архипов, Д. А. Скворцов, В. А. Неверов, Б. Ф. Мамин
1287
Низкоэнергетическое тройное деление ядер-актинидов с вылетом нуклонов и легких ядер
Л. В. Титова, С. Г. Кадменский, Я. О. Отводенко, Е. С. Петрыкина
1293
Оценка точности определения числа нуклонов-спектаторов по энергии,  
регистрируемой в калориметре в А+А столкновениях
Ф. Ф. Валиев, В. В. Вечернин, Г. А. Феофилов
1299
Аппаратная реализация и тестирование 4-канальной быстрой электроники  
для детектора на МКП
Ф. Ф. Валиев, Н. И. Калиниченко, Н. А. Макаров, Г. А. Феофилов
1305
Возможность обнаружения распада заряженного a0-мезона с нарушением P-симметрии
В. Н. Коваленко, В. В. Петров
1312
Измерение полных сечений реакции 9Be(d, xt) методами вторичной активации  
и спектрометрии
Л. Н. Генералов, И. А. Карпов
1316
Сечения реакции 19F(d, xt)18F
Л. Н. Генералов, В. А. Жеребцов, С. М. Селянкина
1324

CONTENTS
Vol. 88, No. 8, 2024
Fundamental problems and applications of physics of atomic nucleus
Study of structure of 9Be nucleus in alpha-cluster model by hyperspherical functions method
A. S. Bazhin, V. V. Samarin
1166
High-excited states of neutron-rich isotopes of light nuclei
Yu. B. Gurov, V. G. Sandukovsky, M. V. Tel’kushev, B. A. Chernyshev
1171
On distributions of neutrons from (γ, n)-reactions in energy and angles on γ beams of backward  
Compton scattering at Eγ ≲ 40 MeV
A. M. Lapik, L. Z. Dzhilavyan, S. S. Belyshev, V. V. Varlamov, A. A. Kuznetsov, A. L. Polonski,  
A. V. Rusakov, V. I. Shvedunov
1177
Formation of complex particles at absorption of π–-meson in a “live” silicon target
Yu. B. Gurov, S. A. Evseev, S. V. Rozov, V. G. Sandukovsky, B. A. Chernyshev
1182
Difference between distributions of intermediate and slow neutron flux from photoneutron  
source exit channel
S. I. Potashev, Yu. M. Burmistrov, A. I. Drachev, A. A. Kasparov, V. N. Ponomarev
1186
On testing of threshold SiO2 aerogel Cherenkov detectors on cosmic rays (simulation and measurements)
A. M. Lapik, L. Z. Dzhilavyan, V. P. Lisin, A. L. Polonski, V. N. Ponomarev, N. V. Rudnev, A. V. Rusakov
1191
Reliability of cross sections of photoneutron reactions on 51V and 59Co in experiments  
with bremsstrahlung
V. V. Varlamov, A. I. Davydov, I. A. Mostakov
1199
Simulation of cluster decay of light nuclei under the interaction of 9Be nucleus with fast neutrons  
in ionization chamber
V. M. Skorkin, S. I. Potashev, A. A. Kasparov
1203
Interaction of solar neutrinos with 128Te and 130Te
Yu. S. Lutostansky, A. N. Fazliakhmetov, B. K. Lubsandorzhiev, N. A. Belogortseva,  
G. A. Koroteev, A. Yu. Lutostansky, V. N. Tikhonov
1209
Modeling and selection of the optimal experiment conditions to determine the low-energy  
parameters of the np-interaction in the nd-breakup reaction at a neutron energy of 5 MeV
A. A. Kasparov, M. V. Mordovskoy, A. A. Afonin, D. G. Tsvetkovich
1214
Silicon detector systems for investigations of superdense nuclear matter at the NICA collider
V. I. Zherebchevsky, V. P. Kondratiev, V. V. Vechernin, N. A. Maltsev, S. N. Igolkin, G. A. Feofilov,  
V. V. Petrov, S. Yu. Torilov, N. А. Prokofiev, S. N. Belokurova, E. O. Zemlin, D. A. Komarova
1222
Assessment of moments of inertia of fragments of binary fission
S. G. Kadmensky, D. E. Lyubashevsky, A. A. Pisklyukov
1236
Angular and spin distributions of primary fission fragments
S. G. Kadmensky, D. E. Lyubashevsky, A. A. Pisklyukov, D. A. Stepanov
1243
Estimation of the number of multiple registrations of prompt fission neutrons with a multi-modular  
neutron detector based on a liquid scintillator BC-501
O. Sidorova, Sh. Zeynalov
1249
Dynamical modelling of clustering in multimodal heavy nuclei fission
Y. V. Ivanskiy, A. V. Unzhakova
1254

Searching for centers of point emissions on the cathode of a multiwire proportional  
chamber via atomic force microscopy
G. E. Gavrilov, М. E. Buzoverya, A. Yu. Arkhipov, A. A. Dzyuba, I. A. Karpov,  
O. E. Maev, M. V. Suyasova
1259
Schrödinger equation and quantum shock waves when describing collisions of atomic nuclei
A. T. D’yachenko, I. A. Mitropolsky
1268
Probing open charm production with ALICE-3 detector at LHC-HL
M. V. Malaev, V. G. Riabov
1274
Results of physical start-up second stage for research nuclear facility BR-K1M
I. M. Piskorskiy, A. V. Arapov, A. V. Danilov, A. A. Devyatkin, A. V. Zhirnov, I. A. Kirilin,  
N. A. Krasavin, A. Ye. Nikiforov, G. N. Pikulina, A. B. Sokolov, K. A. Savasichev, V. A. Yukhnevich
1280
Nuclear scanning microprobe in the study of silicon carbide epilayers
M. E. Buzoverya, I. A. Karpov, A. Yu. Arkhipov, D. A. Skvortsov, V. A. Neverov, B. F. Mamin
1287
Low-energy ternary fission of actinides with nucleons and light charged particles emission
L. V. Titova, S. G. Kadmensky, Ya. O. Otvodenko, E. S. Petrykina
1293
Estimation of accuracy of determining the number of nucleons-spectators by the energy  
recorded in the calorimeter in A+A collisions
F. F. Valiev, V. V. Vechernin, G. A. Feofilov
1299
Hardware implementation and testing of 4-channel fast electronics for a MCP detector
F. F. Valiev, N. I. Kalinichenko, N. A. Makarov, G. A. Feofilov
1305
The possibility of finding the P-symmetry breaking decay of the charged a0-meson
V. N. Kovalenko, V. V. Petrov
1312
Measurement of 9Be(d, xt) reaction total cross sections by secondary activation  
and spectroscopy methods
L. N. Generalov, I. А. Кarpov
1316
19F(d, xt)18F reaction cross sections
L. N. Generalov, V. A. Zherebtsov, S. M. Selyankina
1324

Фундаментальные вопросы  
и приложения физики атомного ядра
Редакторы тематического выпуска
канд. физ.-мат. наук А. К. Власников,
канд. физ.-мат. наук К. А. Стопани

 
ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ, 2024, том 88, № 8, с. 1166–1170
1166
ВВЕДЕНИЕ
Исследования экзотических ядерных состояний 
является одним из основных направлений развития 
фундаментальной ядерной физики [1, 2]. Особый 
интерес в этих исследованиях связан с изучением 
структуры легких нейтронно-избыточных ядер, находящихся вблизи границы нуклонной стабильности. Свойства этих ядерных состояний значительно 
отличаются от свойств ядер в долине стабильности. 
В частности, некоторые из этих ядер обладают аномально большими размерами, создаваемыми валентными нейтронами, образующими новый тип ядерной 
структуры — «нейтронное гало» [1]. Еще одной особенностей является изменение оболочечной структуры ядер при приближении к границе нуклонной 
стабильности — исчезновение традиционных магических чисел и возникновение новых [2]. Тяжелые 
изотопы гелия и лития, наряду со сверхтяжелыми 
изотопами водорода, характеризуются максимальным 
относительным превышением количества нейтронов 
над протонами. Для нуклонно-стабильных состояний всех ядер наибольший нейтронный избыток 
достигнут для 8He (N/Z = 3).
Все возбужденные состояния тяжелых изотопов 
гелия, а также высоковозбужденные состояния изотопов лития являются нуклонно-нестабильными. 
Исследование их параметров (энергия связи, ширина, 
спин-четность), а также мод распада представляет 
интерес с точки зрения поиска кластерных резонансов, а также изобар-аналоговых состояний.
Экспериментальная информация о высоковозбужденных состояниях изотопов гелия тяжелее 6He 
и изотопов 10,11Li весьма ограничена и противоречива [1—5]. Это обусловлено малым числом реакций, 
в которых могут образовываться такие состояния. 
При этом в реакциях на радиоактивных пучках ионов 
область доступных энергий возбуждений ограничена 
несколькими МэВ [1, 2]. В такой ситуации эффективным методом исследования высоковозбужденных 
состояний является поглощение остановившихся 
пионов легкими ядрами [6—7]. Этот метод позволяет 
получить данные с высокой статической обеспеченностью в широком диапазоне энергий возбуждения, 
вплоть до 40 Мэ В. При этом информация о структуре 
уровней конкретного изотопа может быть получена 
сразу в нескольких каналах реакции поглощения. 
Например, изотоп 7He образуются в следующих каналах реакции: π-9Be → d7He, π-10B → pd7He, π-11B → 
pt7He, π-11B → dd7He, π-12C → p4He7He, π-12C → d3He7He 
и π– 14C → t4He7He. Такое разнообразие реакций позволяет минимизировать систематические ошибки 
и улучшить достоверность полученных результатов.
В настоящей работе представлен обзор данных 
о высоковозбужденных (Ex > 8 МэВ) состояниях 
тяжелых изотопов гелия 6–9He [7—10] и изотопов 
лития 6–11Li [7,11,12], полученных нами в реакциях 
поглощения остановившихся пионов легкими ядрами.
DOI: 10.31857/S0367676524080018, EDN: OSADNJ
Ключевые слова: поглощение остановившихся пионов, обогащенные нейтронами изотопы легких ядер, 
высоковозбужденные состояния
Образование высоковозбужденных состояний (Ex > 8 МэВ) нейтронно-избыточных изотопов гелия 
и лития исследовалось в реакциях поглощения остановившихся пионов ядрами 9Be, 10,11B и 12,14C. Для 
большинства ядер результаты были получены сразу в нескольких каналах реакции. Обнаружены кандидаты на кластерные резонансы и изобар-аналоговые состояния.
Поступила в редакцию 15.03.2024
После доработки 24.03.2024
Принята к публикации 29.04.2024
1 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования  
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Россия, Москва
2 Международная межправительственная организация Объединенный институт ядерных исследований,  
Дубна, Россия
* e-mail: chernyshev@mephi.ru
© 2024 г.    Ю. Б. Гуров1,2, В. Г. Сандуковский2, М. В. Телькушев2, Б. А. Чернышев1,*
ВЫСОКОВОЗБУЖДЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ  
НЕЙТРОННО-ИЗБЫТОЧНЫХ ИЗОТОПОВ ЛЕГКИХ ЯДЕР
УДК 539.14

	
ВЫСОКОВОЗБУЖДЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ НЕЙТРОННО-ИЗБЫТОЧНЫХ ИЗОТОПОВ...
1167
ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ	
том 88	
№ 8	
2024
ЭКСПЕРИМЕНТ
Поиск ядерных состояний проводился в спектрах 
недостающих масс (MM), полученных в инклюзивных 
и корреляционных измерениях заряженных частиц, 
образованных при поглощении остановившихся 
пионов ядрами 9Be, 10,11B, 12,14C.
Эксперимент был выполнен на пионном канале 
низких энергий ускорительного комплекса LANL 
с помощью двухплечевого многослойного полупроводникового спектрометра [13]. Заряженные частицы 
(p, d, t, 3,4He) регистрировались двумя телескопами, 
расположенными под углом 180° относительно друг 
друга. Полная толщина чувствительного слоя каждого телескопа (≅ 43 мм) превышала пробег всех 
заряженных частиц, образованных в реакции.
Энергетическое разрешение для однозарядных 
частиц (p, d, t) было лучше 0.5 МэВ, для двухзарядных 
(3,4He) не превышало 2 Мэ В. В корреляционных измерениях для пар однозарядных частиц разрешение 
по недостающим массам DMM ≈ 1 МэВ, для пар однозарядная и двухзарядная частицы — DMM ≈ 3 МэВ. Точность привязки абсолютной шкалы в инклюзивных 
и коррелляционных измерениях составила 100 кэВ 
при регистрации однозарядных частиц и 200 кэВ при 
регистрации двухзарядных частиц.
Более подробно спектрометр и экспериментальная методика описаны в работах [6,13].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Изотопы гелия
Высоковозбужденные уровни 6He наблюдались 
нами в следующих каналах реакции: π-11B → dt6He, 
π-10B → pt6He и — π-9Be → t(6He → tt). Параметры наблюдаемых состояний представлены в табл. 1. Отметим, что в реакции π-10B → dd6He высоковозбужденные состояния не были обнаружены. В качестве 
иллюстрации предложенного метода поиска на рис. 1 
представлены спектры недостающих масс, полученных в реакциях на изотопах бора [7].
В реакции π-9Be → t(6He → tt) удалось выделить 
канал с распадом 6He на два тритона [8]. Спектр MM 
построенный для событий реакции с тремя тритонами в конечном состоянии представлен на рис. 2. 
Таким образом в этих измерениях удалось выделить 
резонансы в системе двух тритонов.
Относительно узкие резонансы наблюдаемые 
в наших измерениях, указывает на то, что эти состояния могут являться кластерными резонансными 
состояниями. Как следует из правила Икеды [14], 
кластерные резонансы проявляются вблизи порогов распада ядер. В наших измерениях наблюдается 
несколько состояний лежащих выше порогов распада 6He → tt (12.3 МэВ), 6He → tdn (18.7 МэВ), 6He → 
tp2n (20.9 МэВ), 6He → dd2n (25.1 МэВ) и 6He → 2p4n 
(29.1 МэВ). Узкие резонансы наблюдались также 
Таблица 1. Структура высоковозбужденных состояний 
изотопов 6–9He
6He
Ex, МэВ
Г, МэВ
Реакция
9.3(2)
1.0(4)
π–11B → dt6He, π–10B → pt6He
15.8(6)
1.1(6)
π–9Be → t(6He→tt)
15.9(2)
3.2(7)
π–11B → dt6He
20.9(3)
3.2(6)
π–9Be → t(6He→tt)
22.1(1.0)
2.7(1.4)
π–10B → pt6He
27.0(8)
2.5(1.1)
π–10B → pt6He
31.1(1.0)
6.9(2.3)
π–9Be → t(6He→tt)
7He
Ex, МэВ
Г, МэВ
Реакция
17 (1)
~1
π–12C → p4He7He, π–11B → dd7He
21(1)
~2
π–11B → dd7He
24.5(1.0)
~2
π–11B → dd7He
8He
9.3(4)
1.7(3)
π–11B → pd8He
11.5(4)
~1
π–11B → pd8He
12.2(3)
0.8(3)
π–10B → pp8He
9He
Ex, МэВ
Г, МэВ
Реакция
10.5(2)
1.5(5)
π–11B → pp9He
≈12.5
≈1
π–14C → p4He9He
40
30
20
10
0
40
30
20
10
0
40
30
20
10
0
30
20
10
0
1
2
3
1
2
3
1
2
3
ММ, МэВ
N, отн. ед.
(а)
(б)
(в)
Рис. 1. Спектры MM для реакций: a — π-11B dt6He; 
б — π-10B → pt6He; в — π-10B → dd6He. Точки с погрешностями — экспериментальные данные. Кривыми представлены распределения Брейта—Вигнера; 
1 — полное описание, 2 — суммарное распределение 
по фазовому объему, 3 — фон случайных совпадений.

	
ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ	
том 88	
№ 8	
2024
1168	
ГУРОВ и др.
в двух ионных реакциях. В реакции 3Н(α, tt)1H при 
энергии Eα = 67.2 МэВ наблюдались два состояния со следующими резонансными параметрами 
(Er, Г): (16.1(4) МэВ, 0.8(4) МэВ) и (18.3(2) МэВ, 
1.1(3) МэВ) [15]. Оба эти состояния представляют 
тритон-тритонный резонанс, но приведенные резонансные параметры отличаются от наших данных. В работе [16] в реакции 7Li(3He, p3He)6He при 
E = 120 МэВ наблюдались два узких резонанса лежащих выше порога распада 6He на свободные нуклоны (32.0 МэВ, <2 МэВ) и (35.7 МэВ, <2 МэВ). 
Также в этой области нами наблюдается состояние с Ex = 31.1(1.0), но значительно более широкое 
Г = 6.9(2.3) МэВ. Шестичастичный резонанс вряд ли 
может быть таким узким, поэтому следует предположить, что эти высоковозбужденные резонансы, 
по-видимому, связаны с образованием мультинейтронных кластеров 3n или 4n.
Высоковозбужденные уровни 7He наблюдались 
нами в следующих каналах реакции: π-12C → p4He7He 
и π-11B → dd7He. Параметры этих состояний представлены в табл. 1. Отметим, что в каналах p-9Be → dX, 
π-10B pdX, π-11B ptX, π-12C → p4HeX и π-12C → d3HeX 
высоковозбужденные состояния 7He не были обнаружены, что, по-видимому свидетельствует о селективности исследованных реакций. Заметим, что 
высоковозбуженные состояния 7He в реакции на изотопе 11B наблюдаются в канале (dd) и отсутствуют 
в канале (pt), в то время как для образования высоковозбужденных состояний 6He на изотопе 10B 
ситуация противоположна. Отметим, что в области 
возбуждений 15—25 МэВ наблюдаются некоторые 
корреляции в структуре уровней 6He и 7He. Для 7He 
это указывает на возможность того, что эти возбужденные состояния являются резонансами в системе 
t + 4H. Данные других экспериментальных работ 
о высоковозбужденных состояниях 7He отсутствуют [3—5].
Высоковозбужденные уровни 8He наблюдались 
нами в следующих каналах реакции: π-10B pp8He 
и π-11B → pd8He. Параметры наблюдаемых состояний представлены в табл. 1. Отметим, что в каналах π-10B dX, π-11B → tX, π-11B → ptX, π-14C → d4HeX 
и π-12C → t3HeX высоковозбужденные состояния 
8He не наблюдались. Отсутствие таких состояний 
в инклюзивных измерениях может быть связано 
с большой величиной импульса 7He (~ 500 МэВ/с), 
что приводит к подавлению образования слабосвязанных систем. Ошибки состояний с Ex = 11.5(4) МэВ 
и 12.2(3) перекрываются, поэтому не исключено что 
в двух реакциях наблюдается одно и то же состояние. Заметим, что все состояния лежат ниже порога 
распада 8He → 3H + 3H + 2n (14.445 МэВ), поэтому их 
образование не может быть обусловлено возбуждением частичного кора. В других работах столь высокие возбуждения не наблюдались [3—5].
В структуре уровней 9He высоковозбужденные 
состояния наблюдались нами в двух каналах реакции: π-11B → pp9He и π-14C → p4He9He. В канале π-14C → 
d3HeX высоковозбужденные состояния 9He не были 
обнаружены, но следует отметить низкую статистическую обеспеченность данных в этих измерениях. 
Параметры наблюдаемых состояний представлены 
в табл. 1. Отметим, что как и для 8He, возбужденные 
состояния 9He, лежащие выше порога распада α-частицы отсутствуют. В других работах столь высокие 
возбуждения не наблюдались [3—5].
В реакции π-14C → p3HeX не было обнаружено 
указаний на существование высоковозбужденных 
состояний 10He. Однако следует отметить низкую 
статистическую обеспеченность данных, полученных 
в измерениях этого канала реакции.
Изотопы лития
Интерес к высоковозбужденным состояниям изотопов лития обусловлен не только поиском кластерных резонансов, но и возможностью изучать изобар-аналоговые состояния тяжелых изотопов гелия.
В спектре недостающих масс реакции π-12С → tt6Li 
наблюдалось два высоковозбужденных состояния 
с резонансными параметрами (Ex, G): (9.3(3) МэВ, 
0.5(1) МэВ) и (18.1(2) МэВ, 3.0(5) МэВ). Первое 
из этих состояний возможно является изобар-аналогом 6He с параметрами (5.3(3) МэВ, 2(1) МэВ) [4].
40
50
30
20
10
0
30
20
10
40
60
50
70
ММ, МэВ
N, отн. ед.
1
2
3
3ʹ
2ʹ
1ʹ
Рис. 2. Спектр MM, полученный из энергетического спектра тритонов из реакции π–9Be → t(6He → tt). 
За начало отсчета принята масса основного состояния 6He. Гистограмма — экспериментальные данные. Пунктирная линия — спектр, соответсвующий 
квасисвободному поглощению пиона на  внутриядерном кластере 6Li. Сплошные линии — полное 
описание и распределения по Брейт—Вигнеру; 1, 2, 
3 — вклады в спектр от тритонов, сопровождающих 
образование соответствующего состояния 6He; 1’, 2’, 
3’ — вклады в спектр от распадных тритонов для соответствующих состояний 6He.

	
ВЫСОКОВОЗБУЖДЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ НЕЙТРОННО-ИЗБЫТОЧНЫХ ИЗОТОПОВ...
1169
ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ФИЗИЧЕСКАЯ	
том 88	
№ 8	
2024
В инклюзивных измерениях реакции p-10B → tX 
в спектре 7Li найдено два высоковозбужденных состояния Ex = 11.2(1) МэВ и 13.5(3) МэВ, которые 
совпадает с положением изобар-аналогов основного 
и первого возбужденного состояний 7He. В пределах 
погрешностей измерения эти энергии возбуждения 
совпадают с данными компиляции [4] и работы [17]. 
В корреляционных измерениях реакции π-12С → dtX 
был обнаружен только один высоковозбужденный 
уровень с Ex = 10.3(1) МэВ. Близкое значение энергии 
возбуждения (10.25 МэВ) наблюдалось в работе [18].
Высоковозбужденные уровни 8Li наблюдались 
нами в следующих каналах реакции: π-12С → dd8Li 
и π-12C → pt8Li. Параметры этих состояний представлены в табл. 2. Отметим, что в инклюзивных 
измерениях реакций π-10B → dX и — 11B → tX высоковозбужденные состояния 8Li не были обнаружены. 
Значения энергий возбуждения с Ex £10 МэВ в пределах погрешностей измерений совпадают с данными 
мировой компиляции [3—5]. Более высокие возбуждения были найдены только в наших измерениях.
В силу изотопической инвариантности, все состояния, наблюдаемые в реакции p 12С → dd8Li, имеют 
изоспин T = 1, и поэтому не могут быть изобар-аналоговыми состояниями изотопа гелия 8He. В реакции π-12C → pt8Li допустимы два значения изоспина 
T = 1 и 2, однако мы не наблюдали изобар-аналога 8He с Ex = 10.8 МэВ [5]. Следует отметить, что 
состояния с Ex = 11.2(2) МэВ и 13.5(1) МэВ лежат 
вблизи порогов распада 8Li* → 4He+d+2n (10.8 МэВ) 
и 8Li* → 4He+p+3n (13.0 МэВ). Это может служить 
указанием на то, что наблюдаемые состояния являются многочастичными кластерными резонансами.
Высоковозбужденные уровни 9Li наблюдались 
нами в следующих каналах реакции: π-11B → d9Li 
и π-12C → pd9Li. Параметры этих состояний представлены в табл. 2. В реакции π-14C → dtX высоковозбужденные состояния не наблюдались. Отметим, 
что состояние с Ex = 9.1(2) МэВ лежит вблизи порога распада 9Li* → 6He+t (7.59 МэВ), и поэтому 
может представлять собой кластерный резонанс. 
В наших измерениях не найдено указаний на существовании возбужденных состояний в диапазоне 
16 МэВ < Ex < 19 МэВ, наблюдаемых в работе [19].
Теоретическое рассмотрение кластерных резонансов в системе 6He+t было выполнено в работе 
[20]. В области 8.6 МэВ < Ex < 11.6 МэВ предсказано 
существование четырех уровней со спин-четностями 
JP = 1/2–, 3/2–, 5/2–, и 7/2– (к сожалению, значения 
энергий возбуждения были представлены только 
в графическом виде). Можно предположить, что обнаруженное состояние (9.1 МэВ) имеет JP = 1/2– или 
3/2–, а состояние (10.5 МэВ) имеет JP = 5/2– или 7/2–.
Высоковозбужденные уровни 10Li наблюдались 
нами в следующих каналах реакции: π-11B → p10Li 
и π-12C → pp10Li. Параметры наблюдаемых состояний представлены в табл. 2. В реакциях π-14C → ptX 
и π-14C → ddX указаний на обнаружение высоковозбужденных состояний 10Li не было найдено.
Порог распада 10Li* → 6He+t+n, равный 7.6 МэВ, 
лежит ниже наблюдаемых уровней в наших измерениях. В такой ситуации можно предположить, что 
эти состояния представляют собой резонансы в системах 7He+t или 6He+4H.
Высоковозбужденные состояния 11Li и 12Li в измерениях каналов π-14C → pdX и π-14C → ppX, соответственно, не были обнаружены. Возможно, это 
связано с низкой статической обеспеченностью полученных данных.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Образование высоковозбужденных состояний 
(Ex > 8 МэВ) нейтронно-избыточных изотопов гелия и лития исследовалось в реакциях поглощения 
остановившихся пионов ядрами 9Be, 10,11B и 12,14C. 
Для большинства ядер в этих измерениях получены рекордные, по сравнению с мировыми данными, энергии возбуждения. Несколько из наблюдаемых состояний изотопов лития идентифицированы, 
как изобар-аналоговые состояния изотопов гелия. 
В спектрах изотопов гелия и лития найдены кандидаты на кластерные резонансы.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования 
Российской Федерации (проект FSWU-2023-0073).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	 Tanihata I., Savajols H., Kanungo R. // Progr. Part. 
Nucl. Phys. 2013. V. 68. P. 215.
2.	 Пенионжкевич Ю.Э., Калпакчиева Р.Г. Легкие 
ядра у границы нейтронной стабильности. Дубна: 
ОИЯИ, 2016. 393 c.
Таблица 2. Структура высоковозбужденных состояний 
изотопов 8–10Li
8Li
Ex, МэВ
Г, МэВ
Реакция
9.0(1)
1.5(1)
π-12С → dd8Li
9.4(2)
0.5(1)
π-12C → pt8Li
11.2(2)
0.4(2)
π-12С → dd8Li
13.5(1)
1.5(1)
π-12С → dd8Li
17.5(3)
0.8(3)
π-12С → dd8Li
9Li
Ex, МэВ
Г, МэВ
Реакция
9.1(2)
0.5(1)
π-11B d9Li
≈10.5
≈0.6
π-12C → pd9Li
10Li
Ex, МэВ
Г, МэВ
Реакция
7.8(2)
≈0.5
π-11B → p10Li, π-12C → pp10Li
≈10.1(1)
≈2
π-11B → p10Li