PRISMA-FIDES →→ 2017-2019 "Heavy-ion reactions from grazing collisions to complete fusion" G.Montagnoli (100%), G. Colucci (100%) E.Strano (20%), F.Scarlassara.

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1 PRISMA-FIDES →→ "Heavy-ion reactions from grazing collisions to complete fusion" G.Montagnoli (100%), G. Colucci (100%) E.Strano (20%), F.Scarlassara (50%), (Univ. and INFN – Padova) FTE A.M. Stefanini (100%), L. Corradi (100%), E.Fioretto (100%), F. Galtarossa (100%) (INFN – LNL) FTE G.Pollarolo (50%) (Univ. and INFN – Torino) FTE Total FTE →→ Collaborations with the EXOTIC experiment, with GANIL (D.Ackermann), Zagreb (S.Szilner,T.Mijatovic, P.Colovic), Dubna (R.Sagaidak), Strasbourg (F.Haas, S.Courtin, D.Bourgin, G. Fruet, D.Montanari) and Cracow (J.Grebosz) June 2016

2 Heavy-Ion fusion reactions
The PRISMA-FIDES experiment at LNL Our group is involved in 2 lines of research Heavy-Ion fusion reactions focused near VB and at E << VB using the set-up PISOLO based on an electrostatic beam separator Quasi-elastic reactions nucleon-nucleon correlations, sub-barrier transfer, coupling to fusion, n-rich isotope production and nuclear structure studies … using the magnetic spectrometer PRISMA + complementary experiments at other facilities (GANIL, ANL)

3 Neutron pair transfer in 60Ni+116Sn far below the Coulomb barrier
Cinematica inversa rivelando in avanti il Ni Sistema dove la pairing è importante infatti il Ni è un nucleo sferico pairing vibrazionale (deformazione permanente della superficie di Fermi a causa della pairing particolarmentementre che si manifesta attrafverso una forte correlazione di coppie ) I Ni sono pairing vibrazionali perche la def. della SF non è permanente Gli Sn sono nuclei pairing rotazionale quindi la SF è permanentemente distorta (analogo nello spazio fisico della def. di quadrupolo nei Lantanidi) The experimental transfer probabilities are well reproduced, for the first time with heavy ion reactions, in absolute values and in slope by microscopic calculations which incorporate nucleon-nucleon pairing correlations Transfer strength is concentrated around g.s. to g.s. transitions D.Montanari , L.Corradi, S.Szilner, G.Pollarolo et al., PRL113 (2014) , PRC93 (2016)

4 Population of neutron rich nuclei in the heavy mass region via multinucleon transfer reactions. Influence of secondary processes (evaporation and fission) A first experiment using PRISMA in kinematic coincidence with a second arm has been recently performed with the 197Au+130Te reaction at EL=1070 MeV. We obtained excellent A resolution for Te-isotopes and quite good agreement with the predictions of the GRAZING code We successfully reconstructed Mass (Prisma) - Mass (second arm) correlation matrixes, from which information on secondary processes can be investigated P0 momento incidente, d2 distanza targetta PPAC ToF2 il tempo di volo degli ioni dal target al PACC II braccio L’altra misura con il secondo braccio e’ quella di Dubna: 136Xe+208Pb per studiare l’effetto stabilizzante della shell chiusa di neutroni 126 imporetante per Gli r-process trasferimento d protoni dal Pb allo Xe favorito perche si formano in questo modo nuclei molto legati (Q piccoli >0 con formazione di nuclei molto stabili) F. Galtarossa et al., LNL Ann. Rep and in preparation

5 Couplings to transfer channels in 40Ca + 96Zr using a Woods-Saxon potential
The hindrance phenomenon does not occur in 40Ca+96Zr ! A fair agreement with the data is obtained using the WS or even the pure M3Y potential, and ignoring the repulsive part. Ch-1 is no-coupling Ch-28 two-phonon 2+, 3- couplings Ch-84 two-phonon, one- and two-nucleon transfer couplings All this is consistent with the fact that the Q-values for nucleon transfer are large and positive. The valence nucleons can flow more freely from one nucleus to the other without being hindered by Pauli blocking. A.M.Stefanini et al., Phys. Lett. B728 (2014) 639 H. Esbensen, G. Montagnoli, A.M. Stefanini, PRC 93, (2016)

6 Fusion of light systems: the case of 24Mg + 30Si
The fusion excitation function shows the hindrance effect probably due to the saturation properties of nuclear matter. This system has Qfus>0 as in the cases of astrophysical interest. The S-factor shows a maximum vs. energy far below the barrier. This may have a strong influence on the predictions of the reaction rates that are important for the history of stellar evolution. C.L.Jiang, A.M.Stefanini, H.Esbensen, K.E.Rehm, B.B.Back, G.Montagnoli, L.Corradi, F.Scarlassara, E.Fioretto, …… Phys. Rev. Lett. 113, (2014)

7 Programma scientifico 2017
Nel 2017 è prevista la seguente attività scientifica: L’ esperimento sul trasferimento multiplo di nucleoni nel sistema 206Pb+118Sn in coincidenza cinematica con il telescopio Bragg Chamber-ToF (II braccio), rimandato da maggio 2016 per l’indisponibilità di PIAVE Misure di trasferimento sotto-barriera per il sistema 54Fe+92Mo usando PRISMA in coincidenza con l’array di LaBr3. L’uso di fasci (e/o bersagli) con spin diverso da zero per lo studio di nuovi aspetti della fusione con fasci stabili. Test della camera a ionizzazione a risposta veloce per l’utilizzo a 0o in esperimenti di fusione con i fasci di SPES. Oltre il piombo ad esempio Attinio e transattinid U Th etc.

8 New set-up for fusion studies with SPES beams
Beam and evaporation residues ER will be detected at the same time in this ToF-DE-E set-up Position sensitive MCP detectors and a fast ionization chamber with tilted electrodes ER A similar set-up developed at Oak-Ridge for exotic beams

9 Bilancio preliminare PRISMA-FIDES 2017 Padova in k€
Missioni Interne + Estere Consumo Rivelatori al Silicio e monitor x Pisolo e Prisma 2 coppie MCP Pisolo 43x63 mm Consumo e ricambi ordinari Sostituzione parti obsolete e manutenzione completa degli alimentatori di Prisma Inventario Turbo principale Pisolo e controllo del sistema da vuoto Totali 87 Due incidenti: 1) problemi con il quadrupolo, riparazione grazie a ricambi e intervemnto degli operatori 2) Incendio dell’alimentatore del Quadrupolo e nuova riparazione usando in parte ricambi acquistati nel frattempo e in parte ancora prestiti della divisione macchine. La situazione non è ancora precaria per alcune parti e non è più stata fatta alcuna manutenzione Alimentatori HV per Pisolo tirano 50microA di corrente (mentre quelli vecchi di Beghini andavano fino a 5milliA ) MCP per diagnostica 1 coppia 40x60 5keuro+ crociera flangie con passanti 3keuro + 3 premplificatori phyllips per tempo e posizione 3keuro , 2 CFD phyllips 7 keuro 1TDC per ToF e x, y 6keuro

10 Richieste ai servizi LNL per il 2017
Richieste ai servizi Padova per il 2017 Servizio Lavoro richiesto Tempo (mesi uomo) Ufficio Tecnico Progetto per controllo remoto del bersaglio camera di Prisma 1 Officina Meccanica Parti meccaniche dei riv. di start (II braccio). Elementi della camera a ionizzazione veloce di Pisolo. Controllo remoto del bersaglio Prisma e nuovo collim. a 4 settori Pisolo 6 Laboratorio Elettronica Schede di elettronica in vuoto per rivelatori MCP di Prisma e Pisolo Richieste ai servizi LNL per il 2017 Servizio Lavoro richiesto Tempo (mesi uomo) Officina Meccanica Nuovi supporti monitor, beam stopper e portabersagli per camera di scatt. Prisma. 3 Servizio Utenti (Supporto App. Sperim.) Controllo PLC del vuoto Pisolo Integrazione sistema da vuoto del II braccio nel controllo di Prisma STIE (Servizio Tecn. Infor. ed Elettr.) Integrazione di un Flash ADC nel DAQ di Prisma con il nuovo server. Assistenza durante gli esperimenti Prisma e Pisolo. 4

11 Bilancio complessivo PRISMA-FIDES 2017-2018-2019: 361 k€
Padova LNL Torino Missioni Interne + Estere Interne + Estere 6 Consumo Rivelatori al Silicio e monitor x Pisolo e Prisma MCP Prisma 80x100mm2 e Pisolo 43x63 mm Consumo e ricambi ordinari Sostituzione parti obsolete e manutenzione completa degli alimentatori di Prisma Isotopi arricchiti Consumo e ricambi ordinari Risistemazione meccanica Pisolo e nuovo sistema di rivelazione basato sulla IC veloce Inventario Nuovi alimentatori HV Pisolo e interfaccia per controllo Turbo principale Pisolo e controllo del sistema da vuoto Sistema di diagnostica con due MCP position sensitive per fasci SPES su Prisma Crate VME, server e logica DAQ Prisma Totali 165 190 Due incidenti: 1) problemi con il quadrupolo, riparazione grazie a ricambi e intervemnto degli operatori 2) Incendio dell’alimentatore del Quadrupolo e nuova riparazione usando in parte ricambi acquistati nel frattempo e in parte ancora prestiti della divisione macchine. La situazione non è ancora precaria per alcune parti e non è più stata fatta alcuna manutenzione Alimentatori HV per Pisolo tirano 50microA di corrente (mentre quelli vecchi di Beghini andavano fino a 5milliA ) MCP per diagnostica 1 coppia 40x60 5keuro+ crociera flangie con passanti 3keuro + 3 premplificatori phyllips per tempo e posizione 3keuro , 2 CFD phyllips 7 keuro 1TDC per ToF e x, y 6keuro

12 Publications 2013-2016 on Fusion and Multi nucleon transfer
- Revised analysis of 40Ca+96Zr fusion reactions H Esbensen, G Montagnoli, AM Stefanini Physical Review C 93, (2016) - Study of the cross section determination with the PRISMA spectrometer: the 40Ar+208Pb case T Mijatović, S Szilner, L Corradi, D Montanari, G Pollarolo, E Fioretto, ... The European Physical Journal A 52, 1 (2016) Pair neutron transfer in 60Ni+116Sn probed via g-particle coincidences D Montanari, L Corradi, S Szilner, G Pollarolo, A Goasduff, T Mijatović, ... Physical Review C 93, (2016) - Fusion of 48Ti + 58Fe and 58Ni + 54Fe below the Coulomb barrier AM Stefanini, G Montagnoli, L Corradi, S Courtin, D Bourgin, E Fioretto, ... Physical Review C 92, (2015) Selective properties of neutron transfer reactions in the 90Zr + 208Pb system for the population of excited states in zirconium isotopes MV Pajtler, S Szilner, L Corradi, G de Angelis, E Fioretto, A Gadea, ... Nuclear Physics A 941, 273 (2015) - Oscillations above the barrier in the fusion of 28Si +28Si G Montagnoli, AM Stefanini, H Esbensen, L Corradi, E Fioretto, F.Scarlassara,….. Physics Letters B 746, 300 (2015) - Fusion reactions of 58,64Ni + 124Sn CL Jiang, AM Stefanini, H Esbensen, KE Rehm, S Almaraz-Calderon, L.Corradi, E.Fioretto, G.Montagnoli et al., Physical Review C 91, (2015) - Influence of heavy-ion transfer on fusion reactions CL Jiang, KE Rehm, BB Back, H Esbensen, RVF Janssens, AM Stefanini, G.Montagnoli Physical Review C 89, (2014)

13 - Influence of multiphonon excitations and transfer on the fusion of Ca+ Zr
H Esbensen, AM Stefanini Physical Review C 89, (2014) - Fusion of 40Ca+96Zr revisited: Transfer couplings and hindrance far below the barrier AM Stefanini, G Montagnoli, H Esbensen, L Corradi, E Fioretto, F.Scarlassara,….. Physics Letters B 728, 639 (2014) - Neutron pair transfer in 60Ni+ 116Sn far below the Coulomb barrier D Montanari, L Corradi, S Szilner, G Pollarolo, E Fioretto, G Montagnoli, ... et al., Physical Review Letters 113, (2014) - Fusion hindrance for a positive Q-value system- 24Mg+30Si CL Jiang, AM Stefanini, H Esbensen, KE Rehm, S Almaraz-Calderon, BB Back, L Corradi, E Fioretto, G Montagnoli et al. Physical Review Letters 113, (2014) Barrier distributions and signatures of transfer channels in the 40Ca + 58,64Ni fusion reactions at energies around and below the Coulomb barrier D Bourgin, S Courtin, F Haas, AM Stefanini, G Montagnoli, A Goasduff, ... Physical Review C 90, (2014) - Fusion of 28Si +28,30Si: different trends at different energies G Montagnoli, AM Stefanini, H Esbensen, CL Jiang, L Corradi, S Courtin, ... Physical Review C 90, (2014) - Fusion of 60Ni + 100Mo near and below the Coulomb barrier AM Stefanini, G Montagnoli, F Scarlassara, CL Jiang, H Esbensen, ... The European Physical Journal A 49, 1 (2013) - Effects of transfer channels on near- and sub-barrier fusion of 32S + 48Ca Physical Review C 87, (2013)