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Modi di decadimento « classici » beta meno, beta più emissione alfa, fissione alla proton drip-line: linterazione nucleare forte non è in grado di legare.

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Presentazione sul tema: "Modi di decadimento « classici » beta meno, beta più emissione alfa, fissione alla proton drip-line: linterazione nucleare forte non è in grado di legare."— Transcript della presentazione:

1 modi di decadimento « classici » beta meno, beta più emissione alfa, fissione alla proton drip-line: linterazione nucleare forte non è in grado di legare gli ultimi nucleoni tenuti allinterno dalla barriera Coulombiana radioattività 1-proton 1981: scoperta al GSI ( Hoffmann et al. ) ~30 emettitori noti, Z = da 53 a 83 radioattività 2-proton dovuto alla pairing previsto negli anni 60 ( Goldansky )

2 da uno stato eccitato -2p decay: 22 Al, 26 P, 31 Ar,… altri casi: 14 O, 17 Ne, 18 Ne (T. Zergueras et al.) dallo stato fondamentale nei nuclei leggeri 6 Be, 12 O, 16 Ne, 19 Mg vite medie dellordine dei tempi di reazione (~ s) nella regione di massa A~50 vite medie: ~ms 45 Fe, 48 Ni, 54 Zn, ?… emissione sequenziale 3 bodies break-up 2 He radioactivity

3 modello semplificato: tunneling di una particella 2 He attraverso la barriera Coulombiana confronto tra i modelli di massa T 1/2 = f(Q 2P ) se Q 2P è troppo elevato il nucleo non è legato o T 1/2 è troppo breve se Q 2P è troppo piccolo tunneling troppo lento: + domina il decadimento

4 regione di massa A~50: barriera Coulombiana sufficientemente elevata (Z = 20 ~ 30) vita media: 1 s ~ 10 ms candidati: (modelli di massa di Cole, Brown, Ormand) 45 Fe, 48 Ni, 54 Zn 42 Cr, 49 Ni accessibili con esperimenti di frammentazione del proiettile 54 Zn 49 Ni 48 Ni 45 Fe 42 Cr

5 1996 GSI (Darmstadt - Germany) prima osservazione di 42 Cr, 45 Fe, 49 Ni nessuna informazione sul tipo di decadimento 1998 GANIL (Caen - France) ricerca di 48 Ni (infruttuosa) prima osservazione di 55,56 Zn 1999 GANIL scoperta di 48 Ni decadimento di 42 Cr e 49 Ni 45 Fe: statistica molto bassa 48 Ni: nessun dato sul decadimento 2000 GANIL – 2001 GSI decadimento per emissione di 2-protoni di 45 Fe

6 Stime per le sezioni durto (accessibilità) low confidence… ordine di grandezza (da exp a GANIL) 42 Cr20~200 pb 45 Fe~0.8 pb 49 Ni~1.3 pb 48 Ni~0.04 pb

7 frammentazione del proiettile bersaglio di Nichel naturale SISSI device (grande accettanza) frammentazione del proiettile bersaglio di Nichel naturale SISSI device (grande accettanza) spettrometro LISE3 selezione B degrader acromatico (Be) filtro di Wien spettrometro LISE3 selezione B degrader acromatico (Be) filtro di Wien set-up di rivelazione identificazione degli ioni misura del decadimento set-up di rivelazione identificazione degli ioni misura del decadimento Fascio primario ciclotroni CSS1 e CSS MeV / A intensità sul target ~3 Ae Fascio primario ciclotroni CSS1 e CSS MeV / A intensità sul target ~3 Ae 10 5 p/s p/s p/s efficienza di trasmissione: 1~10 %

8 telescopio di silicio identificazione ione per ione degli eventi di impiantazione impiantazione: double side silicon strip detector (X-Y) 16 x 3 mm misure ridondanti riduzione del fondo tempo di volo - micro-channel PLATES - HF del ciclotrone -veto particelle leggere - energia residua -perdita di energia

9 Blank et al. (2000) Osservazione del 48 Ni 4 nuclei impiantati esperimento a GANIL eventi di impiantazione di 45 Fe condizioni per lidentificazione: da 8 a 10 parametri fondo quasi nullo

10 P P impiantazione decadimento correlazione degli eventi nel pixel riduzione del fondo nelle distribuzioni energia/tempo dei decadimenti energia del protone rivelatore a strip Є ~ 100 % coincidenze con le particelle silici viciniЄ ~ 30 % Array di rivelatori al germanio spettroscopia dettagliata -, -p-

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12 Confronto con le previsioni teoriche wi shell model (struttura nucleare, interazioni) meno esotico più alta production rate coincidenze protoni-gamma alcune transizioni identificate stime di massa (IMME)

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14 E P ~ 1.9 MeV T 1/2 ~ s vita media misurata: 13.4 ms molto probabilmente decay

15 E P ~ 3.7 MeV T 1/2 ~ s vita media misurata: 12 ms molto probabilmente decay

16 assegnazione della transizione: energia del picco:1.14 ± 0.05 MeV nel range atteso perché lemissione di 2p sia osservabile larghezza del picco:60 keV 30 % più stretta che p no pile-up vita media:4.7 ms compatibile con Q 2P filiazione: in accordo con lenergia e il tempo del decadimento p decay del 43 C Descrizione coerente dellemissione di 2p dallo stato fondamentale del 45 Fe

17 confronto tra 45 Fe e 46 Fe ( p): stesse condizioni energetiche: Q simili e stessa energia E P efficienza di coincidenza: 30~35 %

18 22 nuclei di 45 Fe impiantati/ 12 conteggi nel picco 2p vita media breve, tempo morto dellacquisizione 0.3~0.5 ms da 3 a 4 eventi di decadimento probabimente persi 2p branching ratio: 70~80 % competizione tra i canali p e 2p in accordo con i risultati del GSI statistica molto bassa...

19 esperimento: semplice modello di tunneling: con il fattore spettroscopico: S ~ 0.20 shell model (B. Brown) esperimento:1.14 ± 0.05 MeV modelli di massa:1.15 ± 0.09 MeV (Brown, 1991) 1.22 ± 0.05 MeV (Cole, 1996) 1.28 ± 0.18 MeV (Ormand, 1996) Q 2P vita media

20 R-matrix: (Barker, Brown) con interazione p+p in onda S = 0.20 decadimento a 3 corpi p-p correlazione (Jacobi T) buon accordo per correlazioni p-wave dal nucleo mirror: ultimi due protoni nello stato f (Grigorenko et al.) emissione sequenziale stato intermedio 44 MnQ 1P = -24 a +10 keV T 1/2 alcune ore ~ alcuni giorni di-proton 3-body indép.

21 esperimento 42 Cr, 49 Nimolto probabilmente decadimento 45 Feemissione di 2-proton dallo stato fondamentale descrizione coerente incluso il decadimento del nucleo figlio ( 43 Cr) possibile competizione tra 2p / p dati dal GSI in buon accordo con i risultati di GANIL esperimento 42 Cr, 49 Nimolto probabilmente decadimento 45 Feemissione di 2-proton dallo stato fondamentale descrizione coerente incluso il decadimento del nucleo figlio ( 43 Cr) possibile competizione tra 2p / p dati dal GSI in buon accordo con i risultati di GANIL Confronto con i modelli risultati dipendenti dal modello nuovi calcoli in progress lemissione sequenziale sembra esclusa problemi ancora aperti: 3-body break-up o radioattività 2 He? Confronto con i modelli risultati dipendenti dal modello nuovi calcoli in progress lemissione sequenziale sembra esclusa problemi ancora aperti: 3-body break-up o radioattività 2 He?

22 esperimenti (GANIL) 45 Feconferma dellemissione di 2p (riproducibilità) precisi Q 2P e T 1/2 decadimento del figlio, branch 48 Niosservazione 1999 buone condizioni per lemissione di 2p tipo di decadimento? 54 Znosservazione 55,56 Zn 1998 tra 10 e 15 nuclei di 54 Zn / giorno esperimenti (GANIL) 45 Feconferma dellemissione di 2p (riproducibilità) precisi Q 2P e T 1/2 decadimento del figlio, branch 48 Niosservazione 1999 buone condizioni per lemissione di 2p tipo di decadimento? 54 Znosservazione 55,56 Zn 1998 tra 10 e 15 nuclei di 54 Zn / giorno ?

23 scopo misure di correlazioni angolari dei protoni emessi discriminazione tra emissione 2 He / altri casi sviluppo TPC impiantazione in una cella a gas tracking 3D dei protoni rivelatore X-Y Z time projection tecnologia MGWC (high energy physics) M. Dracos et al. elettronica integrata (ASICs) scopo misure di correlazioni angolari dei protoni emessi discriminazione tra emissione 2 He / altri casi sviluppo TPC impiantazione in una cella a gas tracking 3D dei protoni rivelatore X-Y Z time projection tecnologia MGWC (high energy physics) M. Dracos et al. elettronica integrata (ASICs) identificazione drift degli elettroni nucleo emettitore protoni rivelatore X-Y campo elettrico

24 Decadimento per emissione di 2 protoni Le figure utilizzate in questa presentazione sono state prese dal talk presentato da J. Giovinazzo alla Conferenza International Symposium on Proton-Emitting Nuclei - Procon 2003 tenutasi presso i Laboratori Nazionali di Legnaro (PD) dal 12 al 15 febbraio Come riferimenti bibliografici si possono prendere i seguenti due articoli e le referenze in essi contenute J. Giovinazzo et al., Phys. Rev. Lett. 89(2002) /4 M. Pfützner et al., Eur. Phys. J. A14(2002)


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