Detection of neutron clusters
F. M. Marqués(Centre National de la Recherche Scientifique), M. Labiche(Centre National de la Recherche Scientifique), N. A. Orr(Centre National de la Recherche Scientifique), J. C. Angélique(Centre National de la Recherche Scientifique), L. Axelsson(Chalmers University of Technology), B. Benoit(Université Libre de Bruxelles), U.C. Bergmann(Aarhus University), M. J. G. Borge(Instituto de Estructura de la Materia), W. N. Catford(University of Surrey), S. P. G. Chappell(University of Oxford), Nicholas Clarke(University of Birmingham), G. Costa(Centre National de la Recherche Scientifique), N. Curtis(University of Surrey), A. D’Arrigo(Université Libre de Bruxelles), E. de Goès Brennand(Université Libre de Bruxelles), F. de Oliveira Santos(Centre National de la Recherche Scientifique), O. Dorvaux(Centre National de la Recherche Scientifique), G. Fazio(University of Messina), M. Freer(Centre National de la Recherche Scientifique), Benjamin J. Fulton(University of Birmingham), G. Giardina(University of Messina), S. Grévy(Centre National de la Recherche Scientifique), D. Guillemaud-Mueller(Centre National de la Recherche Scientifique), F. Hanappe(Université Libre de Bruxelles), B. Heusch(Centre National de la Recherche Scientifique), B. Jonson(Chalmers University of Technology), C. Le Brun(Centre National de la Recherche Scientifique), S. Leenhardt(Centre National de la Recherche Scientifique), M. Lewitowicz(Centre National de la Recherche Scientifique), M. J. López(Centre National de la Recherche Scientifique), K. Markenroth(Chalmers University of Technology), Adam C. Mueller(Centre National de la Recherche Scientifique), T. Nilsson(Chalmers University of Technology), A. Ninane(Centre National de la Recherche Scientifique), G. Nyman(Centre National de la Recherche Scientifique), I. Piqueras(Instituto de Estructura de la Materia), K. Riisager(Aarhus University), M. G. Saint Laurent(Centre National de la Recherche Scientifique), F. Sarazin(Centre National de la Recherche Scientifique), S. M. Singer(University of Birmingham), O. Sorlin(Centre National de la Recherche Scientifique), L. Stuttgé(Centre National de la Recherche Scientifique)
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Abstract
A new approach to the production and detection of bound neutron clusters is presented. The technique is based on the breakup of beams of very neutron-rich nuclei and the subsequent detection of the recoiling proton in a liquid scintillator. The method has been tested in the breakup of intermediate energy (30--50 MeV/nucleon) ${}^{11}\mathrm{Li},$ ${}^{14}\mathrm{Be},$ and ${}^{15}\mathrm{B}$ beams. Some six events were observed that exhibit the characteristics of a multineutron cluster liberated in the breakup of ${}^{14}\mathrm{Be},$ most probably in the channel ${}^{10}\mathrm{Be}{+}^{4}n.$ The various backgrounds that may mimic such a signal are discussed in detail.
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