EXOCHIM R.N.: G.Cardella , E.De Filippo In coll. CT, gr.coll.Me, Na, Mi L’obiettivo scientifico di EXOCHIM è volto allo studio della dipendenza dei meccanismi di reazione alle energie intermedie dal grado di libertà di isospin dei nuclei interagenti. L’esperimento approvato per la prima volta nel 2008 è nato come naturale continuazione della pre-esistente sigla ISOSPIN. Di particolare importanza per l’esperimento rivestono le problematiche sperimentali in cui è richiesta la misura della distribuzione isotopica di ioni medio leggeri e di particelle cariche, per le quali l’uso del detector CHIMERA è ancora estremamente competitivo. La collaborazione studia le problematiche connesse ai fasci radioattivi presso i LNS Programma di misure al GSI: studio del termine di asimmetria nucleare in regioni ad alta densità nucleare. Il 2012 è previsto essere l'ultimo anno di attività della sigla. La collaborazione intende presentare, a partire dal 2013, un nuovo piano scientifico in cui gli sviluppi del progetto FARCOS, iniziato lo scorso anno, avranno un ruolo fondamentale.

Esperimenti con il rivelatore CHIMERA I principali obiettivi di EXOCHIM, la cui sperimentazione si basa sul rivelatore CHIMERA, sono i seguenti: Studio della dipendenza dall’isospin e dalla massa dei meccanismi di reazione alle energie di Fermi con attenzione particolare alla misura dei tempi di emissione dei frammenti prodotti. Studio della popolazione e decadimento di nuclei e risonanze vicino alla “ drip line “ con fasci radioattivi di frammentazione ed i fasci EXCYT dei LNS. Studio della dipendenza dall’isospin del termine di asimmetria della equazione di stato della materia nucleare ad alta densità con la misura del flusso differenziale n,p e di altre variabili con l’accoppiamento di parte del rivelatore CHIMERA con il rivelatore LAND.

Prospettive ed attività per il prossimo triennio Il 2012 sarà l’ultimo anno dell’esperimento EXOCHIM : sarà presentato un nuovo esperimento della durata di 5 anni (2013-2017). La tematica principale del nuovo esperimento sarà la sperimentazione con ioni pesanti stabili e radioattivi a varie energie disponibili sia ai LNS che presso altri laboratori come LNL ( SPES ), GANIL (SPIRAL2), GSI (FAIR). Il nuovo esperimento continuerà a seguire varie linee di ricerca tra cui lo studio, a energia intermedia, della dipendenza dall’isospin dell’equazione di stato della materia nucleare, fatto anche con correlazioni p-p, p-n, n-n, lo studio della influenza dell’isospin sui meccanismi di reazione, a bassa energia, e quindi sui parametri nucleari ad essi collegati, e studio delle caratteristiche di stati non legati e/o risonanze, stati a cluster, anche in vicinanza delle proton e neutron drip line. Inoltre si proseguirà lo studio del termine di asimmetria ad alte energie, completando l’analisi degli esperimenti effettuati al GSI nel 2011 dalla collaborazione internazionale ASYEOS che ha accoppiato parte di CHIMERA a LAND, Krakow array e plastic wall. Si studieranno anche eventuali nuove proposte sperimentali. Per raggiungere tali obiettivi, si potenzieranno le capacità di CHIMERA, introducendo un sistema di correlatori potente e flessibile e sviluppando un lavoro di R&D teso ad integrare il segnale neutronico alla struttura a 4p per particella cariche. Questa importante evoluzione, che manterrebbe il multi-rivelatore in posizione di avanguardia nell’ambito dei dispositivi a 4π per la fisica degli ioni pesanti , richiede le seguenti azioni: Mantenere in perfetta efficienza il rivelatore CHIMERA. Completare il sistema di rivelazione e correlazione FARCOS il cui prototipo è attualmente in fase di costruzione Sviluppare la fase di R&D sull’integrazione della rivelazione dei neutroni. Alcuni ricercatori del gruppo sono attualmente impegnati a collaborare ad attività di ricerca sui rivelatori per neutroni come NEDA e NEDENSAA ( uno dei progetti finanziati da Nupnet).

Previsioni di spesa Piano di spesa in k€ Anni 2013 2014 2015 2016 2017 CHIMERA: Mantenimento e run 250 250/200 250/200 100 100 FARCOS: costruzione 260 390 390 50 0 FARCOS: Test e misure 100 100 100 100 100 R&D Neutroni/costruzione 100 150 150 50+xxx xxx Digitalizzazione CHIMERA 0 0/100 0/100 200 200 Totale 710 890/940 890/940 500+xxx 400+xx

EXOCHIM Assegnazioni anni 2009-2012 2008 2009 2010 2011 2012 TOT. 367.5 350 454.5 412 348.5

FARCOS (Femtoscopy ARray for Correlation Studies) Prototipi di detector al silicio a strip ad alta risoluzione spaziale, di diverso spessore, e accoppiati a cristalli di CsI. In zone selezionate del detector; tale rivelatore permette lo studio di correlazioni di particelle : tale possibilità apre ad un programma di fisica ampio e diversificato (correlazioni a energie intermedie e energia di simmetria, correlazioni a basse energie, spettroscopia con correlazioni tra più particelle, ricerca di condensati di Bose nei nuclei). Tali rivelatori in futuro potranno essere accoppiati a rivelatori general purpose quali lo stesso CHIMERA o in futuro FAZIA e pone basi solide per l’esperimento che sarà presentato come il successore di EXOCHIM. 4 CsI(Tl) crystals (3°stage) DSSSD 1500 μm (2nd stage) Assembly cluster DSSSD 300 μm (1st stage) Based on (62x64x64 mm3) clusters 1 square (0.3x62x62 mm3) DSSSD 32+32 strips 1 square (1.5x62x62 mm3) DSSSD 32+32 strips 4 60x32x32 mm3 CsI(Tl) crystals 6