Due linee di ricerca principali: SPES dinamica delle reazioni nucleari in prospettiva di SPES (Clustering, pre-equilibrio, isospin). FAZIA attività energie.

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1 Due linee di ricerca principali: SPES dinamica delle reazioni nucleari in prospettiva di SPES (Clustering, pre-equilibrio, isospin). FAZIA attività energie intermedie (LNS, GANIL) Collaborazioni internazionali: Europa: GANIL, LPC, IPNO, KU Leuven, INP Krakow, University of Warsaw, Nevsehir Univ India: BARC (Mumbai) 30 Ricercatori (24.3 FTE) FTE/uomo ≈ 80% Rappresentanti Nazionali: S. Barlini (FI) L. Morelli (BO) SedeRicercatoriTecnologiFTE Legnaro625 Padova11 Bologna312.2 Firenze1211.1 Napoli825 Esperimento NUCL-EX Introduzione Coord. TG2 analisi FAZIA, Run Coord. FAZIA Resp. Locale BO TG2 analisi FAZIA Run Coord. SPES

2 Esperimento NUCL-EX Introduzione 1) NUCLEX-SPES  L. Morelli Fusione–Fissione Pre-equilibrio Clustering Densità dei Livelli Energia di Simmetria 2) NUCLEX-FAZIA  S. Barlini Sviluppo di un rivelatore con alta risoluzione in carica e massa per studiare la fisica dell’isospin. Isospin drift e diffusion Energia di simmetria Fissione dinamica Indice presentazione: 1.Consutivo scientifico 2014/2015 2.Prospettive 2015/2016 3.Attività previste 2016 (e oltre) 4.Preventivi 2016 Responsabilità apparati @ LNL Ring-Counter RIPEN GARFIELD

3 SetupEsperimento/PeriodoReazioni misurateStato dell’analisi GARFIELD+HECTOR Jacobi 2009 Ti+Ca at 300, 450, 600 MeV Terminata Risultati disponibili: Ciemala et al., Phys.Rev. C91(2015), 054313 Sottomissione articolo a breve GARFIELD csym PAC: 06/2011 Giu–Lug 2012 32 S+ 40 Ca (17.7 AMeV) 32 S+ 48 Ca (17.7 AMeV) 32 S+ 48 Ti (17.7 AMeV) + 197 Au per calib In Corso Calibrazioni e check completati Risultati preliminari disponibili: Contributo S.Barlini NSD 2015 Tesi di dottorato S.Valdrè (fine 2015) GARFIELD delight PAC: 06/2012 Ott-Nov 2012 14 N + 10 B (80, 60 MeV) 14 N + 12 C (80 MeV) + 197 Au per calib In corso Risultati disponibili: Contributo L. Morelli IWM2014 e NSD 2015 GARFIELD delight2 LNL - free beam time Dic 2012 - Gen 2013 12 C + 12 C (95 MeV) 12 C + 13 C (95 MeV) In corso Risultati disponibili: Contributo L.Morelli NSD2015 L. Morelli et al. J. Phys. G:Nucl. Part. Phys. 41 (2014) 075107 L. Morelli et al J. Phys. G:Nucl. Part. Phys. 41 (2014) 075108 GARFIELD aclust PAC: 06/2012 Feb-Mar 2013 16 O + 65 Cu (16AMeV) 19 F + 62 Ni (16AMeV) 19 F + 65 Cu (16AMeV) + 197 Au per calib In corso Risultati preliminari disponibili T. Marchi et al. EPJ Web of Conferences Vol. 88 (2015) 00016 D. Fabris et al. – Acta Physica Pol. B46, 447 (2015) F. Gramegna et al. J. of P.: Conf, Series 580, 012011 (2015) Tesi magistrale M. Cicerchia Univ. Napoli RIPEN SHE PAC: 01/2013 Mag-Giu 2013 50 Ti+ 208 Pb (294 MeV) In corso Calibrazioni terminate Articolo sottomesso a review interna Esperimento NUCL-EX Attività 2014/2015

4 SetupEsperimentoPubblicazione Riviste con RefereeConferenze GARFIELD+HECTOR JACOBIM. Ciemala et al. Phys. Rev. C 91, 054313 (2015) S. Valdrè et al. TO BE SUBMITTED S. Valdrè SIF 2014 GARFIELDDelight/2 L. Morelli et al. J. Phys. G:Nucl. Part. Phys. 41 (2014) 075107 L. Morelli et al. J. Phys. G:Nucl. Part. Phys. 41 (2014) 075108 L. Morelli et al. EPJ conf 88 (2015) L. Morelli IWM2014 e NSD2015 GARFIELDACLUST T. Marchi et al. EPJ Web of Conferences Vol. 88 (2015) 00016 D. Fabris et al. – Acta Physica Pol. B46, 447 (2015) F. Gramegna et al. J. of P.: Conf, Series 580, 012011 (2015) T.Marchi IWM2014 D.Fabris Zacopane F. Gramegna Ischia2014 GARFIELDISOMIXA. Giaz et al. Phys. Rev. C 90, 014609 (2014) Esperimento NUCL-EX Pubblicazioni 2014/2015 10-07-2015SPES: Presentazione di almeno una proposta al PAC di LNL 100% 31-07-2015SPES: invio per la pubblicazione di un articolo su dati RIPEN 80% 30-09-2015SPES: invio per la pubblicazione di almeno un articolo su dati GARFIELD90% 31-10-2015SPES: Relazione di Attività di Kickoff meeting e primi test ad ALTO nella collaborazione ACTAR 100% Situazione Milestones SPES 2015 Ad Oggi

5 M. Ciemala et al. Phys. Rev. C 91, 054313 (2015) Saturazione della larghezza della GDR con la temperatura nucleare GARFIELD + Phoswich wall + HECTOR Esperimento NUCL-EX Pubblicazioni/Analisi 2014/2015  40 Ti+ 48 Ca a 300MeV, 450MeV, 600MeV (@ LNL)  CN 88 Mo con E*=1.4AMeV, 2.2AMeV, 3.0 AMeV  Setup: GARFIELD + muro di phoswich a 3 strati di scintillatore  Selezione di eventi di Fusione- Evaporazione (FE) e Fusione-Fissione (FF).  Tuning di GEMINI++ (R.Charity, PRC 82(2010)014610) per riprodurre gli spettri di protoni e alpha. Analisi dati Exp. Jacobi

6 Esperimento NUCL-EX Pubblicazioni/Analisi 2014/2015 Jacobi: risultati principali Misura sezione d'urto di fusione-evaporazione Sistematica riportata in P.Eudes et al., Europhys. Lett. 104 (2013) 22001 Risultati di questo lavoro Molteplicita' sperimentale di LCP evaporate in eventi di fusione-evaporazione Stima del pre-equilibrio To be submitted (PRC)

7 12 C Excitation Energy Spectrum First proposed by Fred Hoyle in 1953 to explain the abundance of carbon in the universe.  Later found experimentally at the energy which Hoyle had predicted.  Cannot be explained by the shell model.  Formed through the ‘triple-α’ process and thought to have a clustered structure. 12C* -> Hoyle State Total Energy Spectrum (Q = -7.272 MeV) Recoil 12 C excited states Recoil 12 C in G.S. 7.65 MeV 0 + Hoyle state 9.64 MeV 3 - 10.84 MeV 1 - Esperimento NUCL-EX Analisi 2014/2015

8 Hoyle State -> decay mechanism Raduta PLB 705, 65 (2011) (α-particle condensation) O.S.Kirsebom PRL 108 (2012) (sequential) J.Manfredi PRC 85 (2012) (sequential) Relative energy distribution of 8Be-like pairs Sequential -> 92KeV Direct-> ≈188KeV Energy DALITZ Plot data -- HFl DATAHFl (sequential) Esperimento NUCL-EX Analisi 2014/2015

9 ProjectileTargetEnergy (MeV/A) 16 0 30 Si7 16 0 30 Si8 18 O 28 Si7 19 F 27 Al7 7 MeV/A 18 O + 28 Si 28 Si ER  E-E RCo IC-SiE 3 new proposals submitted to LNL PAC (June 2015) Esperimento NUCL-EX Exp. 2015 @LNL E2 ‐ ACLUST2 ‐ GARFIELD + Ring Counter Spokeperson T. Marchi – (approvato dal PAC luglio 2014)  Esperimento previsto per Marzo 2015 posposto per problema all’acceleratore (rottura del Laddertron del TANDEM)  Esperimento concluso con successo, grazie anche alla ottima “performance” dell’apparato GARFIELD+Rco.  Le quattro reazioni proposte sono state misurate con successo: tre sistemi a 7 MeV/n ( 18 O+ 28 Si, 16 O+ 30 Si, 19 F+ 27 Al ) e un Sistema a 8MeV/n ( 16 O+ 30 Si ).  10 Meventi di Residui di Evaporazione sono stati acquisti per ciascuna reazione.  Possibile lo studio delle correlazioni tra LCP e Frammenti  Utilizzata IC con 25mb di CF 4

10 Charge distribution ΔE-E Rco IC-SiE α multiplicity  Systematics study of even-even N=Z nuclei produced in the fusion-evaporation  16 O + 12 C reaction at three different beam energies E beam = 90, 110 and 130 MeV  clustering effects can be differently expressed varying the E* of the system  investigate R clus as a function of the excitation energy Proposal approved by LNL PAC in 2014 March 2015 : experiment performed gate on evaporation residue  the possibility that a 7 α-particle gas-like state might exist in 28 Si Esperimento NUCL-EX Exp. 2015 @LNL E4 ‐ DELIGHT2 ‐ GARFIELD + RING Counter 16 O+ 12 C @ 90, 110, 130 MeV ‐ Spokeperson L. Morelli

11 Esperimento NUCL-EX Attività previste 2015/2016 Attività ai LNL: NUOVE MISURE PREVISTE (I)  E’ stata accettata dal PAC LNL di luglio 2015 una proposta di esperimento per lo studio dei sistemi: 24 Mg + 12,13 C presentata dal Dott. J. Mabiala (post-doc straniero INFN).  L’esperimento si inquadra nella campagna sperimentale del gruppo riguardante lo studio delle proprietà termodinamiche di nuclei composti leggeri ad energie di eccitazione attorno a 2-3 AMeV.  In particolare questa misura ci permetterà di testare la risposta e l’efficienza del rivelatore per reazioni in cinematica inversa, esattamente la situazione sperimentale che troveremo con i fasci esotici e leggeri di SPES.    SPES LoI (Morelli, A. Di Pietro et al.) - Projectile and Compound Nucleus Decay with light beams provided by SPES Tempo macchina allocato tra Nov/Dic del 2015 RICHIESTA STRAORDINARIA PER MISSIONI

12 Esperimento NUCL-EX Attività previste 2015/2016 Nel 2016, in base alla disponibilità degli acceleratori ( Maggio – Luglio solo TANDEM; Novembre- Dicembre TANDEM-ALPI), si prevede di presentare al PAC di LNL ulteriori proposte di esperimento: Attività ai LNL: NUOVE MISURE PREVISTE (II) Per le attività con il TANDEM ci sono alcune nuove attività, anche in preparazione di SPES, che sono in discussione in collaborazione con il gruppo GAMMA di Milano e l’IFJ PAN di Cracovia e per aprire una nuova linea di ricerca sulla fisica degli stati unbound. In particolare, in funzione della disponibilità di ALPI, lo studio dell’emissione di pre-equilibrio e di possibili effetti di clustering legati alla struttura del proiettile al variare dell’energia incidente sarà riproposto, come suggerito dal PAC, corroborato dalle analisi in corso sui dati appena raccolti alle basse energie (7 AMeV).    SPES LoI (T. Marchi - Pre-equilibrium emission: a tool to study dynamic effects and clustering structure in exotic nuclei)    SPES LoI (G. Casini - Isospin dynamics and thermodynamics in n-rich heavy-ion induced reactions) Sempre legato ad attività ad ALPI si prevedono anche proposte con fasci di Rb e/o Sn in preparazione di SPES. Vista la valutazione positiva, sarà ripresentato al PAC il proposal di S.Valdré (interfram). 48 Ti+ 40 Ca a 12.5 MeV/u 50 Ti+ 48 Ca a 10.9 MeV/u Visti gli interessanti risultati ottenuti con la misura JACOBI vine proposto lo studio di due isotopi del Molibdeno con un N/Z molto diverso.

13  Studio di un nuovo sistema di rivelazione a gas con struttura a camera di BRAGG per il RCo.  Rinnovo sistema alte tensioni per apparato GARFIELD-RCo.  Rinnovo sistema monitoraggio fascio con telecamere.  Ripristino del sistema di ricircolo del gas, sostituzione dei filtri per l’ossigeno, controllo/rigenerazione delle valvole di regolazione del flusso, termostatazione dei sistemi di lettura differenziale della pressione;  Sostituzione rivelatori al Silicio del Ring Counter che presentano problemi di danneggiamento da radiazioni (richiesta LNL-Bo).  Sviluppo e acquisto di nuovi preamplificatori per i CsI(Tl) del RCo; acquisto pezzi “spare” e sostituzione pre-amplificatori danneggiati su GARFIELD (richiesta PD_DTZ). Esperimento NUCL-EX Attività previste 2015/2016 Attività ai LNL: INTERVENTI, MANUTENZIONE e UPGRADE APPARATI Programmato primo test sotto fascio delle nuove schede digitalizzatrici Bo-Fi. Un numero di schede, sufficiente alla lettura di tutti i canali relativi ai silici del RCo, sono state prodotte dalla ditta Link Engineering s.r.l. e testate dalla Sezione di Firenze. Entro la fine del 2015 e durante il 2016, per quanto riguarda l’apparato GARFIELD-RCo, dovranno essere effettuate alcune operazioni di manutenzione straordinaria e di upgrade: two digitizing channels per board; ADC: 14bit 120MSPS 12.7ENOB, 11.7 ENOB (input stage) FPGA for signal memory and real-time processing DSP for complex processing (semi-gaussian shaper, timing) Fully compatible with existing VME Mother Board (FAIR) Input dynamic range from 100mV to 8V with ne control

14 ACTAR Demonstrator ACTAR Portability: We intend to build a portable device to exploit the possibilities offered at the various radioactive ion beam facilities in Europe and elsewhere. This has an impact in the design of the detector: we have selected a configuration that does not include a magnetic field and that could serve to confine the particles within the gas volume. Instead, we will utilize auxiliary charged-particle detectors placed in order to optimize the dynamic range for the events of interest. In adition, the GET electronics are designed to reach a high level of portability & integration with several types of auxiliary detectors through the incorporation of a time- stamped event building. Micro-megas technology for the amplification region : low cost 5€/cm Gas Electron Multipliers: GEM Esperimento NUCL-EX Studio fattibilità active target The ACTAR TPC collaboration is actually composed by: Centre d’Etudes Nucleaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), France Grand Accelerateur National d’Ions Lourds (GANIL), France Institut de Physique Nucleaire d’Orsay (IPNO), France Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l’Univers (IRFU), France University of Leuven (KUL), Belgium Universidade de Santiago de Compostela (USC), Santiago, Spain

15 Esperimento NUCL-EX active target: attività 2015 8-12 June 2015 Hoyle State via 12 C( ,  ’) Bacchus 12 C beam He:C 4 H 10 90:10 Charge Projection Time Projection Run 30 Event 265: 6 particles 2015: ACTAR collaboration meeting 18-20 Nov GANIL 2016: ACTAR demostrator test @GANIL

16 Feb 2015: MagicTin Project approved by UE (MSC Action) TOMMASO MARCHI → 134 Sn(d,p) 135 Sn @ SPES → preliminary test: 120 Sn(d,p) 121 Sn @ LNL Esperimento NUCL-EX active target: attività 2016-2019 POSSIBILE SCHEDULA  Richiesta di presentare al Meeting ACTAR di novembre la programmazione di un possibile test a LNL in vista di SPES  Partecipazione a esperimenti proposti dalla collaborazione internazionale a GANIL e/o ISOLDE  Possibile duplicazione del rivelatore per SPES (costi e fattibilità non complessa per la duplicazione) per le attività della collaborazione internazionale @SPES  con geometria adeguata ai fasci SPES.    SPES LoI 1) R. Raabe - Shell structure in the vicinity of 132 Sn with an active target. 2) A. Di Pietro - Study of cluster states using the Resonance Scattering Method. SPES ALPI

17 Descrizione MILESTONES Completamento SPES: Presentazione di almeno una proposta al PAC di LNL 31-07-2016 SPES: Report su analisi preliminare esperimento DELIGHT-2 (16O+12C) 31-07-2016 SPES: Report su analisi preliminare esperimento ACLUST-2 31-07-2016 SPES: Report delle prestazioni sotto fascio delle nuove schede di digitalizzazione GARFIELD 31-10-2016 SPES: Report su attività ACTAR 31-12-2016 SPES: invio per la pubblicazione di almeno un articolo su dati GARFIELD 31-12-2016 Esperimento NUCL-EX Milestones 2016

18 CapitoloBOFiLNLNAPD.DTZTOTGran TOT SPES SJ Missioni 14.0 8.0 5.0 4.0 8.0 5.5 6.5 4.5 4.0 1.5 5.0 3.0 10.0 6.5 7.0 6.0 3.0 1.5 39.0 23.0 25.0 19.0 64.0 42.0 Inventario 94.0 87.0 0.5 0.0 94.5 87.0 94.5 87.0 Consumo 2.0 1.0 9.0 8.0 30.0 1.0 0.5 9.0 21.0 18.5 30.0 51.0 48.5 AltroCons 3.5 3.0 30.0 10.0 33.5 13.0 33.5 13.0 Manutenzioni 2.0 4.0 Apparati 47.0 24.0 22.0 71.0 69.0 71.0 69.0 Totale 68.5 61.0 5.0 4.0 38.0 15.5 6.5 4.5 133.0 120.5 35.0 33.0 11.0 7.0 6.0 12.5 10.5 1.5 263.0 214.5 55.0 49.0 318.0 263.5 Esperimento NUCL-EX Richieste finanziare 2016

19 BACK SLIDES

20 Esperimento NUCL-EX Analisi 2014/2015 Esperimento ACLUST: pre-equilibrio e clustering  Calibrazioni terminate  Proceeding di conferenza (risultati preliminari)  Tesi magistrale M.Cicerchia Univ. Federico II Napoli  Tuning del modello GEMINI++