Зависимость выходов спектаторных нейтронов и протонов в $^{208}$Pb-$^{208}$Pb столкновениях от толщины поверхностного нейтронного слоя

С помощью разработанной авторами модели Abrasion-Ablation Monte Carlo for Colliders (AAMCC) изучено влияние толщины поверхностного нейтронного слоя в ядрах $^{208}$Pb на выходы нуклонов-спектаторов в $^{208}$Pb-$^{208}$Pb столкновениях при релятивистских энергиях на Super Proton Synchrotron (SPS) и Large Hadron Collider (LHC). В зависимости от величины прицельного параметра в каждом столкновении AAMCC предсказывает образование как связанной во фрагменты спектаторной материи, так и отдельных спектаторных нейтронов и протонов. Путем моделирования столкновений ядер с различной толщиной поверхностного нейтронного слоя впервые показано, что избыток поверхностных нейтронов в $^{208}$Pb приводит к заметному увеличению числа спектаторных нейтронов по отношению к числу спектаторных протонов в центральных ядро-ядерных столкновениях. Моделью также предсказывается удвоение сечений образования определённого числа нейтронов в центральных событиях без вылета спектаторных протонов при типичном избытке поверхностных нейтронов, известном из теории и экспериментов при низких энергиях. Ввиду расхождений данных о поверхностном нейтронном слое, извлекаемых с помощью различных экспериментов, изучение выходов спектаторных нуклонов в столкновениях релятивистских ядер может быть предложено в качестве новой экспериментальной методики. Такие измерения можно выполнить в эксперименте ALICE на LHC, оснащённом передними адронными калориметрами для регистрации спектаторных нейтронов и протонов.