Cryogenic Gas Stopping Cell – from design to experiment/Development of the concept of isospin symmetry in resonant scattering reactions of exotic neutron-excess nuclei on protons

25.02.2026 – FLNR Scientific Seminar, 15-30, FlerovLab Conference Hall

Pavel Kohout, FLNR, JINR

Cryogenic Gas Stopping Cell – from design to experiment.
(in connection with the election for the position of r.s.)

High precision mass measurement is crucial for the study of superheavy elements, as masses of atomic nuclei directly relate to their binding energy, which provide deeper understanding of the forces that govern the behaviour of nuclear matter. In FLNR the MR-ToF-MS (Multiple-Reflection Time-of-Flight Mass Spectrometer) for mass measurements of heavy and superheavy nuclei is being built. In my work I focus on CGSC (Cryogenic Gas Stopping Cell), which is the first and crucial part of MR-ToF-MS. This talk will show you the process from simulations of CGSC to the construction of real setup and its testing.

Khirk Mishel, FLNR, JINR

Development of the concept of isospin symmetry in resonant scattering reactions of exotic neutron-excess nuclei on protons
(in connection with the election for the position of j.r.s.)

(A+1)Z exotic nuclei situated immediately beyond the nuclear stability boundary are represented by (Az+n) neutron resonances. Populating such systems in various reactions inevitably entails uncertainties related to the structure of the ground state and/or the reaction mechanism. The most streightforward and accurately interpretable approach to such systems is to study them during neutron scattering, is not possible either now or in the foreseen future. There is a method, independent of the reaction mechanism special features, based on the study of isobar-analogue states in AZ+p scattering and the use of isospin symmetry to recalculate the properties of AZ+n scattering. Over the past two decades this method was repeatedly used to indirectly determin the neutron scattering properties (e.g., the works [Rogachev et al., Phys.Rev.C 67 (2003) 041603], [Uberseder et al., Phys.Lett.B 754 (2016) 323] studying 9Не), however, has not been strictly justified so far. Recently [Khirk et al., Phys.Rev.C 111 (2025) L051601] a minimal model has been developed in which the important aspects of isospin dynamics are given explicitly: isospin conservation in nuclear interactions, isospin violation in continuum and threshold dynamics. This model requires considering both AZ+p channel and “isobarically conjugate” channel A(Z+1)+n. It was shown that in case of 9He the previously used simplified consideration of only one channel is not correct for getting information about AZ+n scattering under any circumstances.
The main aspects of the developed method and the alternative interpretation of the experiment obtained with it [Uberseder et al., Phys.Lett.B 754 (2016) 323], as well as work plans for the coming years will be given in the report.

Хирк Мишель Саиб

Развитие концепции изоспиновой симметрии в реакциях резонансного рассеяния экзотических нейтронно-избыточных ядер на протонах.
(в связи с выборами на должность м.н.с.)

Экзотические ядра (A+1)Z, лежащие непосредственно за границей ядерной стабильности, представлены нейтронными резонансами AZ+n. Заселение таких систем в различных реакциях неизбежно влечет за собой неопределённости, связанные со структурой начального состояния и/или механизмом реакции. Наиболее прямолинейный и точно интерпретируемый подход к таким системам – их изучение в нейтронном рассеянии, что невозможно ни сейчас, ни в обозримом будущем. Существует метод, свободный от особенностей механизма реакции, основанный на изучении изобар-аналоговых состояний в рассеянии AZ+p и использовании изоспиновой симметрии для пересчета свойств рассеяния AZ+n. За последние два десятилетия такая методика неоднократно применялась для непрямого определения свойств нейтронного рассеяния (например, работы [Rogachev et al., Phys.Rev.C 67 (2003) 041603], [Uberseder et al., Phys.Lett.B 754 (2016) 323] по изучению 9Не), однако, до сих пор не была строго обоснована. Недавно [Khirk et al., Phys.Rev.C 111 (2025) L051601] была разработана минимальная модель, в которой важные аспекты динамики изоспина учитываются в явном виде: сохранение изоспина в ядерных взаимодействиях, нарушение изоспина в континууме и пороговая динамика. Такая модель требует одновременно с каналом AZ+p рассмотрения «изобарически сопряженного» канала A(Z+1)+n. Было показано, что в случае 9Не использовавшееся ранее упрощенное рассмотрение лишь одного канала не является корректным для извлечения информации о рассеянии AZ+n ни при каких условиях. В докладе будут представлены основные аспекты разработанного метода и полученная в его рамках альтернативная интерпретация эксперимента [Uberseder et al., Phys.Lett.B 754 (2016) 323], а также планы работ на ближайшие годы.