Studio delle collisioni 6,7Li+64Zn attorno alla barriera Coulombiana Università degli studi di Catania Dipartimento di Fisica ed Astronomia Dottorato di ricerca in Fisica – Ciclo XXIV Studio delle collisioni 6,7Li+64Zn attorno alla barriera Coulombiana Emanuele Strano RBI Zagreb

Nuclei debolmente legati - Bassa soglia per il break-up - Struttura a cluster - Distribuzione di materia diffusa, alone nucleare Quali effetti sulle collisioni? Processi diretti favoriti? Effetti sulla sezione d’urto di fusione Statici Dinamici La maggiore diffusione modifica la forma del potenziale proiettile-bersaglio in particolare abbassando la barriera Coulombiana. Atteso incremento della sezione d’urto di fusione. Forte accoppiamento con i canali inelastici. Coupled Channels Calculations (CC). Accoppiamento al continuo , in particolare con il break-up. Effetti sul potenziale di modello ottico: Break-up threshold anomaly

Effetti sul potenziale di modello ottico Esempio da: G.R.Satchler Threshold anomaly Nuclei ‘Normali’ (ben legati): “usuale” threshold anomaly Esempio da: G.R.Satchler Phys.Rep. 199(1991)147

Effetti sul potenziale di modello ottico Esempio da: G.R.Satchler Threshold anomaly Nuclei ‘Normali’ (ben legati): “usuale” threshold anomaly Nuclei debolmente legati: è ancora presente la “usuale” threshold anomaly? 6Li+27Al Esempio da: G.R.Satchler Phys.Rep. 199(1991)147 Esempio da: J. M. Figueira Phys.Rev. C73,054603,(2006) break-up threshold anomaly ?

Effetti sul potenziale di modello ottico Scattering elastico: distribuzioni angolari Alle basse energie: misura difficile. Occorre: misurare ad angoli molto all’indietro alta statistica particolare attenzione alla normalizzazione ridurre gli errori sistematici e di allineamento  media tra destra e sinistra Target: 400 μg/cm2 thick 64Zn foil tilted 45° 5 Telescopi: 10-mm DE detector + 200-mm E detector Elab = 12 ÷ 22 MeV 25° ≤ qlab ≤ 170°

Distribuzioni angolari di scattering elastico Distribuzioni angolari (VC  13 MeV) Best-fit di modello ottico: Double folding per entrambe le parti reale e immaginaria Double folding per la parte reale e Woods-Saxon per quella imaginaria Utilizzate due diverse distribuzioni di materia per il bersaglio Distribuzioni angolari

Fit di modello ottico: risultati 7Li+64Zn Preliminare 6Li+64Zn Double Folding reale Woods – Saxon immaginario 6Li+64Zn Double Folding Risultato: assenza dell’usuale threshold anomaly M.Zadro et al., Phys. Rev. C80,064610,(2009)

Difficoltà sperimentali nella misura della sezione d’urto di fusione Metodi diretti ΔE-E Gamma Direct fusion Sequential fusion - Total fusion - Complete fusion - Incomplete fusion TOF Metodi indiretti (off-line) Alfa X A. Mukherjee, B. Dasmahapatra, Phys. Rev. C 63 (2001) 017604

Effetti del break-up di nuclei debolmente legati sulla fusione Universal Fusion Function Scopo: confrontare sistemi differenti secondo un criterio unico Trasformazioni della sezione d’urto e dell’energia per eliminare gli effetti statici dovuti alle dimensioni della barriera Bersagli leggeri e intermedi (TF) Nessun effetto sopra la barriera (dati assenti o limitati sotto la barriera) Bersagli pesanti (CF) enhancement sotto-barriera suppression sopra la barriera P.R.S. Gomez et al Phys.Rev. C 79, 027606 (2009) L.F. Canto et al Nucl.Phys. A 821 (2009) 51

Misura delle funzioni di eccitazione per le collisioni 6,7Li+64Zn Motivazioni: Estendere le misure ad energie ben al di sotto della barriera Le misure precedenti mostrano una soppressione soprabarriera non presente in tutti gli altri sistemi simili Verifica della misura precedente con una tecnica diversa (Meno suscettibile ai problemi di soglia) Errata sezione d’urto di fusione? P.R.S. Gomez et al Phys.Rev. C 71, 034608 (2003)

Misura delle funzioni di eccitazione per le collisioni 6,7Li+64Zn 6Li (α+d) S=1.4 MeV nessuno stato eccitato legato 7Li (α+t) S=2.5 MeV primo stato eccitato a  0.5 MeV 6,7Li+59Co Mandira Sinha, H. Majumdar et al Eur.Phys.Jour.A44,403 (2010) Effetti della differente struttura di 6,7Li? C.Beck, F. A. Souza et al Phys.Rev.C67,054602 (2003)

Misura della sezione d’urto di fusione totale Attivazione Tecnica: rivelazione off-line dei raggi X atomici caratteristici emessi in seguito al decadimento per cattura elettronica dei residui di evaporazione prodotti irradiando il bersaglio. Profilo della corrente del fascio

Misura della sezione d’urto di fusione totale Misura off-line dell’attività 7h 25m Identificazione in Z attraverso l’energia caratteristica del picco di emissione X 8d 19h 28m 12d 18h 36d 10h 82d

Misura della sezione d’urto di fusione totale Fit delle curve di attività Ga Ge Identificazione dell’isotopo (A) attraverso best-fit della curva di attività come somma delle curve caratterizzate dall’emivita dei rispettivi nuclei “padre”

Efficienza intrinseca e geometrica Efficienza intrinseca nel range 7÷11 KeV ~ 100% Efficienza geometrica calcolata con simulazione Montecarlo. Suscettibile soprattutto allo spostamento verticale (distanza rivelatore – spot) e = 0.083 ± 0.005 In accordo con sorgente calibrata 55Fe

 Misura della sezione d’urto di fusione totale Sezione d’urto di produzione Attività all’istante zero Profilo di corrente Spessore del bersaglio  Sezione d’urto di Produzione per il Singolo residuo Efficienza intrinseca e geometrica del rivelatore Si(Li) K probabilità di fluorescenza Esempio Elab = 24 MeV 

Misura della sezione d’urto di fusione totale Primi risultati 65Zn 65Ga 66Ga 66Ge 67Ga 67Ge 68Ga 68Ge 69Ge + 65Zn 65Ga 66Ga 66Ge 67Ga 67Ge 68Ga 68Ge 69Ge + 65Zn 65Ga 66Ga 66Ge 67Ga 67Ge 68Ga 68Ge 69Ge + 65Zn 65Ga 66Ga 66Ge 67Ga 67Ge 68Ga 68Ge 69Ge + 65Zn 65Ga 66Ga 66Ge 67Ga 67Ge 68Ga 68Ge 69Ge + 65Zn 65Ga 66Ga 66Ge 67Ga 67Ge 68Ga 68Ge 69Ge + Sopra la barriera la fusione completa è dominante, sotto la barriera sono dominanti altri canali tra i quali la fusione incompleta del deutone e il transfer di neutrone.

Sezione d’urto di fusione totale Confronti 6Li 7Li Sezione d’urto di reazione totale misurata, in accordo con la precedente misura Sezione d’urto di fusione totale in disaccordo con la precedente misura  Minore sezione d’urto di break-up elastico rispetto alla misura precedente

Sezione d’urto di fusione totale Rapporto σ(6Li) / σ(7Li) Comportamento analogo a quello osservato nel caso delle collisioni 6,7Li+59Co,28Si,24Mg

Sommario Scattering elastico Misura delle distribuzioni angolari di scattering elastico Fit di modello ottico sulle distribuzioni angolari Osservata assenza dell’usuale threshold anomaly Fusione totale Misura dell’attività dei prodotti delle collisioni 6,7Li+64Zn Estrazione della sezione d’urto di fusione totale Confermata la presenza di problemi nella misura precedente Identificazione in A e Z differente contributo CF, ICF, transfer. Prospettive future Calcoli teorici (CDCC, UFF) Ulteriori indagini ad energie sotto la barriera

GRAZIE

Barrier Height Barrier Curvature Barrier Radius Wong’s cross section Coupling to other “not break-up” channels