Measurements of level densities in hot nuclei Submitted to the LNL PAC

Level density and CN population

Nuclear Level density studies Shell closure Spectra of  200Pb K ~ 8 K ~ 12 K ~ 13 Un altro aspetto importante per la descrizione della materia nucleare sono le proprietà termodinamiche di un sistema a molti corpi. E’ noto che un nucleo può essere descritto come un gas di Fermi (in cui, nello stato fondamentale, tutti gli stati sotto il livello di Fermi risultano occupati) in cui però vanno tenute in conto le interazioni residue tra nucleoni. Una quantità importante per questa descrizione è la densità dei livelli del nucleo ed in particolare il cosiddetto parametro “a” che è essenzialmente una misura della densità dei livelli all’intorno dell’energia di Fermi. Il valore di questo parametro è ben noto nello stato fondamentale, dipende dalla massa del nucleo, dalle chiusure di shell e viene riprodotto tenendo conto delle interazioni residue attraverso una “massa efficace” del nucleone. Il contributo personale è stato lo studio di questo parametro dall’energia di eccitazione (e quindi dalla temperatura) del nucleo evidenziando attraverso la misura della forma degli spettri di particelle cariche una transizione di questo parametro con la temperatura La temperatura a cui avviene tale transizione dipende dalla regione di massa considerata ed avviene più tardi per nuclei leggeri. Inoltre, per lo studio di nuclei reali, vanno presi in considerazione le chiusure di shell in cui persistono effeti dovuto a tale chiusura. D. Fabris et al., PRC 50 (1994)

Isospin Effects on Nuclear Level density 3) 2) 1) Al-Quraishi et al., PRC 63 (2001) 065803 Al-Quraishi et al., PRC 67 (2003) 015803 8LP@LNL alfa spectra at Theta= 15° Energy (MeV) protons protons Ovviamente anche la densità dei livelli dovrebbe risentire dell’isospin e recentemente sono stati previsti alcuni andamenti Sia in funzione della differenza N-Z, sia e questa fitta meglio i dati di bassa energia da Z- Zo dove Zo è lo Z dell’isotopo stabile A parità di massa totale. Un primo studio di questo possibile effetto è stato iniziato con una misura sul nostro apparato a 4   ’    No evidence of Z-Zo effects No possible to discriminate between st. and N-Z

Measurement of the Level Density (I) At moderate excitation energies of the CN, the high energy part of the particle spectrum arises mainly from the first step decay. A~ 100, Eproton= 13 – 20 MeV predominantly from 1st step Typical range of applicability EX= 5 – 25 MeV D.R. Chakrabarty et al., PRC 51 (1995)

Measurement of the Level Density (II) Measurement of the LD for a specific nucleus D.R. Chakrabarty et al., PRC 51 (1995)

Measurement of the Level Density (II) (p,n) reactions A.V. Voinov et al., PRC 74 (2006) A. Wallner et al., PRC 51 (1995)

Systems Proposed and Experimental Needs 86Sr 86Zr 86Mo 61Ni Light particle spectra with high precision over many decades Angular distributions CN contribution tagging (ER residues detection) Detectors at LNL: GARFIELD, 8LP (charged particles) and RIPEN (neutrons)

60 MeV 16O + 58Fe  74Se 60 MeV 16O + 58Ni 74Kr