Prezentacja Zakładu - Zakład Fizyki Gorącej Materii

Transkrypt

Prezentacja Zakładu - Zakład Fizyki Gorącej Materii
Zakład Fizyki Gorącej Materii
pracownicy naukowi:
dr hab. Janusz Brzychczyk
dr hab. Tomasz Kozik
prof. dr hab. Zbigniew Majka
prof. dr hab. Roman Płaneta
dr hab. Zbigniew Sosin
dr Paweł Staszel
dr hab. Andrzej Wieloch
prof. dr hab. Kazimierz Grotowski
doktoranci:
mgr Natalia Katryńska
mgr Antoni Marcinek
mgr Tomasz Pietrzak
magistranci:
Katarzyna Mika
Dominik Korecki
Marcin Kamuda
pracownicy techniczni:
inż. Marek Adamczyk
mgr Tadeusz Barczyk
mgr inż. Ludomir Dutka
Elżbieta Kotula
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
Działalność dydaktyczna ZFGM
Wykłady:
„Cyfrowa analiza danych” (Inf. Stos.)
„Elektronika ”
„Elektronika cyfrowa” (Inf. Stos.)
„Fortran 90/95” – wykład monograficzny
„Oprogramowanie eksperymentów fizyki” (Inf. Stos.)
„Materia przychodząca z kosmosu” – wykład fakultatywny
„Podstawy fizyki – termodynamika”
„Produkcja pierwiastków we Wszechświecie” - wykład monograficzny
„Promieniowanie kosmiczne” – wykład monograficzny
„Termodynamika statystyczna" (Inf. Stos.)
„Wstęp do architektury komputerów” (Inf. Stos.)
„Wstęp do elektroniki i automatyki” (Chemia)
„Wybrane zagadnienia z fizyki” (Ochrona Środowiska)
Wykłady specjalistyczne z fizyki jądrowej
.
Zakład Fizyki Gorącej Materii IF UJ
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
Działalność dydaktyczna ZFGM
Studencka Pracownia
Elektroniczna
16 stanowisk
laboratoryjnych;
●
Ćwiczenia w Pracowni
obejmują projektowanie i
badanie układów
elektroniki analogowej i
cyfrowej.
●
Specjalistyczna Pracownia Jądrowa:
•Pomiar rozkładu kątowego promieniowanie
kosmicznego przy użyciu komory dryfowej
•Badanie charakterystyk scyntylacyjno-jonizacyjnego
detektora do rejestracji superciężkich jąder
Zakład Fizyki Gorącej Materii IF UJ
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
Działalność naukowa ZFGM jest związana z badaniem
mechanizmu reakcji jądrowych i własności materii jądrowej
• badanie zderzeń ultrarelatywistycznych ciężkich jąder,
eksperymenty BRAHMS, NA61/SHINE, CBM - (R.P. i P.S.)
• multifragmentacja, przejście fazowe ciecz-gaz – (J.B.)
• efekty izospinowe w zderzeniach ciężkich jonów – (J.B.)
• synteza superciężkich jąder atomowych, eksperymenty w
ośrodkach GANIL, TEXAS A&M, INFN-LNS – (A.W.)
• budowa detektorów dla eksperymentów: BRAHMS, NA61,
udział w konstrukcji nowego detektora FAZIA, udział w
przygotowaniu eksperymentu CBM - (T.K.)
• budowa unikalnych układów elektroniki front-end – (Z.S.)
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
Zderzenia jąder atomowych –
podstawowa metoda badania silnie oddziaływującej materii w laboratoriach
t = -20 fm/c
t = 30 fm/c
t = 54 fm/c
Au + Au ,
200 GeV na parę nucleonów
H.Weber, UrQMD
Zakład Fizyki Gorącej Materii IF UJ
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
Badanie własności silnie oddziaływującej materii
CBM
ASY-EOS
Zakład Fizyki Gorącej Materii IF UJ
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
SHINE – SPS Heavy Ion and Neutrino Experiment
Kolaboracja NA61/SHINE – 122 fizyków z 24 instytutów i 13 państw
LHC
NA49
Grupa z ZFGM w NA61:
M.Adamczyk, T.Barczyk,
J.Brzychczyk, N.Katryńska,
Z.Majka, A.Marcinek,
R.Płaneta, P.Staszel
LHC
SPS
Zakład Fizyki Gorącej Materii IF UJ
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
SPS
NA61 detector
BPD
NA49 facility +
TPC read-out (x10)
ToF (x2)
PSD (x10)
NA49: Nucl. Instrum. Meth. A430, 210 (1999)
NA61 upgrades: CERN-SPSC-2006-034, SPSC-P-330
Zakład Fizyki Gorącej Materii IF UJ
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
NA61 /SHINE – Program eksperymentalny
Fizyka silnie
oddziaływującej materii
Potencjał odkrywczy:
 Poszukiwanie punktu
krytycznego materii jądrowej
Precyzyjne pomiary:
 Badanie własności progu
wytworzenia plazmy kwarkowogluonowej
Dane dla eksperymentów
badających oscylacje
neutrin i promieniowanie
kosmiczne
Precyzyjne pomiary:
 Pomiar produkcji hadronów w
długiej (90 cm) tarczy
eksperymentu T2K
 Pomiar produkcji hadronów w
reakcjach p+C i π+C dla
eksperymentów T2K, Pierre
Auger Observatory i Kascade.
Zakład Fizyki Gorącej Materii IF UJ
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
9
Fizyka silnie oddziałującej materii
woda
Materia silnie oddziałująca
punkt krytyczny
przejście fazowe 1 rodzaju
Zakład Fizyki Gorącej Materii IF UJ
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
10
Fizyka silnie oddziałującej materii
fluktuacje
produkcji
cząstek
horn
T
Badanie progu uwolnienia
µB
Badanie punktu krytycznego
Zakład Fizyki Gorącej Materii IF UJ
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
Pomiary NA61 w 2009 roku
MD – Machine development
MP - Machine problems
TC - Target Change
BC - Beam Change
p+p at 158
GeV/c,
4M zdarzeń
Zakład Fizyki Gorącej Materii IF UJ
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
12
Projekt
Projekt
Broad RAnge Hadronic Magnetic Spectometers
Kolaboracja BRAHMS
M. Adamczyk, I.Arsene7, I.G. Bearden6, D. Beavis1, S. Bekele6 , C. Besliu9,
J.Brzychczyk, B.Budick5, H. Bøggild6 , C. Chasman1, C. H. Christensen6,
P.Christiansen6, J. Cibor, R.Clarke9, R.Debbe1, J. J. Gaardhøje6, K. Hagel7, H.
Ito10, A. Jipa9, J.I. Jordre9, F.Jundt2, E.B. Johnson10, C.E.Jørgensen6,
R.Karabowicz3, N.Katrynska3, E.J.Kim4, E. Kotula, T. Kozik, T.M.Larsen11, J.
H.Lee1, Y. K. Lee4,
S.Lindal11, G. Løvhøjden2, A. Marcinek, Z.Majka3, M.
Murray10, J. Natowitz7, B.S.Nielsen6,
D. Ouerdane6, R.Planeta3, F.Rami2,
C.Ristea6, O. Ristea9, D. Röhrich8, B. H. Samset11, D.Sandberg6, S.J.Sanders10,
R.A.Sheetz1, Z. Sosin, P.Staszel3, T.S. Tveter11, F.Videbæk1, R. Wada7,
A.Wieloch, H. Yang6, Z. Yin8, and I. S. Zgura9
1
Brookhaven National Laboratory, USA, 2IReS and Université Louis Pasteur, Strasbourg, France
3
Jagiellonian University, Cracow, Poland,
4
Johns Hopkins University, Baltimore, USA, 5New York University, USA
6
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Denmark
7
Texas A&M University, College Station. USA, 8University of Bergen, Norway
9
University of Bucharest, Romania, 10University of Kansas, Lawrence,USA
11
University of Oslo Norway
Około 50 fizyków z 11 instytucji
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
BRAHMS
3
Relativistic Heavy Ion Collider w BNL
PHOBOS
PHENIX
STAR
10GeV/n
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
BRAHMS
4
Relativistic Heavy Ion Collider w BNL
PHOBOS
√sNN=200GeV
PHENIX
STAR
10GeV/n
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
BRAHMS
5
Relativistic Heavy Ion Collider w BNL
PHOBOS
√sNN=200GeV
BRAHMS
PHENIX
STAR
10GeV/n
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
BRAHMS
6
Relativistic Heavy Ion Collider w BNL
PHOBOS
√sNN=200GeV
BRAHMS
PHENIX
STAR
10GeV/n
Energie:
√sNN=62GeV,
√sNN=130GeV,
√sNN=200GeV
Au+Au
Cu+Cu
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
d+Au
p+p
BRAHMS
7
Spektrometr „do przodu”
(Forward Spectrometer)
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
BRAHMS
8
Zadania naszej grupy w ramach
współpracy BRAHMS
• Projekt i budowa 3 komór dryfowych, grant amerykański ~ 250k
$ (zdjęcia i omówienie T. Kozik)
• Budowa i testy elektroniki front-end (na bazie 8 kanałowego
układy ASD-8) przy współpracy z firmą Nowa Elektronika
• Transport komór do BNL i instalacja na platformie spektrometru w
roku 2000
• Budowa oprogramowania do lokalnej i globalnej rekonstrukcji
śladów cząstek. Po uruchomieniu RHIC-a testy komór na wiązce.
POMIARY 2001-2006:
• Kalibracje, udział w pomiarach
• Udział w pracach prowadzących do publikacji naukowych
→ 3 granty KBN/MNiSzW (w tym jeden grant w fazie realizacji)
→ kilka grantów z UJ
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
BRAHMS
9
Produkcja cząstek i dysypacja energii
Y
Produkcja cząstek i dysypacja energii
Y
√sNN =
4.7 17.3 200 GeV
Produkcja cząstek i dysypacja energii
Y
√sNN =
BRAHMS
NA49
AGS
4.7 17.3 200 GeV
Produkcja cząstek i dysypacja energii
Y
√sNN =
BRAHMS
NA49
AGS
Gęstośc energii: Bjorken 1983
eBJ = 3/2 × (<Et>/ R2 0) dNch/dy
zakładając czas formowania  0=1fm/c:
>5.0 GeV/fm3 dla AuAu @ 200 GeV
4.7 17.3 200 GeV
Produkcja cząstek i dysypacja energii
Y
√sNN =
4.7 17.3 200 GeV
BRAHMS
NA49
AGS
Gęstośc energii: Bjorken 1983
eBJ = 3/2 × (<Et>/ R2 0) dNch/dy
zakładając czas formowania  0=1fm/c:
>5.0 GeV/fm3 dla AuAu @ 200 GeV
+
+≈ -
+
BRAHMS – podsumowanie działalności
Y
Najważniejsze rezultaty:
→ ewidencja powstawania QGP (Quark Gluon Plasma) (PRL 91, 242303 (2004))
→ pomiar transparencji materii jądrowej, (PRL 93, 102301 (2004), PLB 667 (2009) 267)
→ sygnatura istnienia Kondensatu Kolorowego Szkła, (CGC Color Glass
Condensate) (PRL 91, 072305 (2003))
BRAHMS – podsumowanie działalności
Y
Najważniejsze rezultaty:
→ ewidencja powstawania QGP (Quark Gluon Plasma) (PRL 91, 242303 (2004))
→ pomiar transparencji materii jądrowej, (PRL 93, 102301 (2004), PLB 667 (2009) 267)
→ sygnatura istnienia Kondensatu Kolorowego Szkła, (CGC Color Glass
Condensate) (PRL 91, 072305 (2003))
• 36 publikacji w czasopismach recenzowanych (10 w Phys. Rev.
Lett.)
• 122 wszystkich publikacji (łącznie z publikacjami
konferencyjnymi)
• Prace nasze były cytowane 1884 razy (wegług SPIRES)
Najczęściej cytowana praca otrzymała 626 cytowań
• Kolaboracja BRAHMS zakończyła pomiary w 2006 roku i zamierza
utrzymać swoją aktywność (ok. 2 prace wysłane do publikacji, 4 –
w przygotowaniu) do końca 2010 roku.
• 3 praca magisterskie, 2 prace doktorskie, 1 praca habilitacyjna
Projekt
CBM
c
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 styczeń 2010
18
8-40 GeV/n
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 styczeń 2010
19
CBM (Compressed Baryonic Matter)
Gęstość barionów netto w centralnych kolizjach Au+Au
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 styczeń 2010
Diagram fazowy QCD
Lattice QCD calculations:
Fedor & Katz,
Ejiri et al.
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 styczeń 2010
Diagram fazowy QCD
Lattice QCD calculations:
Fedor & Katz,
Ejiri et al.
fazę wymrożenia chemicznego
możemy badać mierząc „miękkie”
hadrony produkowane w dużych
ilościach (bulk observables)
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 styczeń 2010
Diagram fazowy QCD
Lattice QCD calculations:
Fedor & Katz,
Ejiri et al.
fazę wymrożenia chemicznego
możemy badać mierząc „miękkie”
hadrony produkowane w dużych
ilościach (bulk observables)
Aby zbadać wcześniejsze fazy
musimy mierzyć rzadkie cząstki
próbkujące (rare probes):
• cząstki o wysokim pędzie
• cząstki rozpadające się na leptony
• cząstki zbudowane z kwarku(ów)
powabnych (J/ψ,D,Λc)
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 styczeń 2010
Diagram fazowy QCD
Lattice QCD calculations:
Fedor & Katz,
Ejiri et al.
fazę wymrożenia chemicznego
możemy badać mierząc „miękkie”
hadrony produkowane w dużych
ilościach (bulk observables)
Aby zbadać wcześniejsze fazy
musimy mierzyć rzadkie cząstki
próbkujące (rare probes):
• cząstki o wysokim pędzie
• cząstki rozpadające się na leptony
• cząstki zbudowane z kwarku(ów)
powabnych (J/ψ,D,Λc)
Przywidywania - czyste sygnatury?
→ trzeba mierzyć „wszystko" łącznie z rzadkimi cząstkami próbkującymi
→ systematyczne badanie różnych systemów (pp, pA, AA, energia)
cel: cząstki próbkujące & globalna charakterystyka ośrodka (medium)!
Detektor CBM
TRDs
((4,6,8 m)
Detektor CBM
TRDs
((4,6,8 m)
STS (Silicon Tracking System)
5 – 100 cm
Przewidywane możliwości pomiarowe
Maksymalna intensywność wiązki: 109 jonów/s
10 tygodni reakcji Au+Au przy energii wiązki 25 AGeV
• bez selekcji zdarzeń (minimum bias) 25kHz
→ nieograniczona statystyka dla cząstek obfitych (, p, K, )
→ 106 mezonów , 108 , 106 
(produkcja dziwności, widma, pływ, korelacje, fluktuacje)
• tryger dla “otwartego” powabu umożliwi pomiar przy 100kHz
→ 104 mezonów z “otwartym” powabem
• tryger dla czarmonium umożliwi pomiar przy 10MHz
→ 106 J/
•
(produkcja powabu, widma, pływ, korelacje, fluktuacje)
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 styczeń 2010
27
Nasz udział w fazie budowy detektora
• Projekt i optymalizacja układu detekcyjnego: symulacje
możliwości pomiaru LMV ( poprzez ich rozpad na pary e+ e→ optymalizacja geometrii STS
Technical Status Report 2005, CBM Progress Report (2006) 17
• Faza R&D: przygotowanie prototypowego zestawu do testów
krzemowych detektorów paskowych (UJ, IFJ)
CBM Progress Report (2006) 50, CBM Progress Report (2008) 51
• Faza budowy detektora: testy oraz integracja modułów detektora
STS → integracja całego detektora STS będzie odbywać się w GSI
(UJ, IFJ, AGH)
CBM interim MoU – w przygotowaniu
Przewidywane rozpoczęcie pomiarów w 2016 roku
Kolaboracja CBM
China:
Tsinghua Univ., Beijing
CCNU Wuhan
USTC Hefei
Croatia:
University of Split
RBI, Zagreb
Univ. Mannheim
Univ. Münster
FZ Rossendorf
GSI Darmstadt
Cyprus:
Nikosia Univ.
India:
Aligarh Muslim Univ., Aligarh
IOP Bhubaneswar
Panjab Univ., Chandigarh
Gauhati Univ., Guwahati
Univ. Rajasthan, Jaipur
Univ. Jammu, Jammu
IIT Kharagpur
SAHA Kolkata
Univ Calcutta, Kolkata
VECC Kolkata
Czech Republic:
CAS, Rez
Techn. Univ. Prague
France:
IPHC Strasbourg
Germany:
Univ. Heidelberg, Phys. Inst.
Univ. HD, Kirchhoff Inst.
Univ. Frankfurt
Hungaria:
KFKI Budapest
Eötvös Univ. Budapest
Univ. Kashmir, Srinagar
Banaras Hindu Univ., Varanasi
Korea:
Korea Univ. Seoul
Pusan National Univ.
Norway:
Univ. Bergen
Poland:
Krakow Univ.
Warsaw Univ.
Silesia Univ. Katowice
Kraków AGH
((Inst. Nucl. Phys. Krakow)
Portugal:
LIP Coimbra
Romania:
NIPNE Bucharest
Bucharest University
Russia:
IHEP Protvino
INR Troitzk
ITEP Moscow
KRI, St. Petersburg
Kurchatov Inst. Moscow
LHE, JINR Dubna
LPP, JINR Dubna
LIT, JINR Dubna
MEPHI Moscow
Obninsk State Univ.
PNPI Gatchina
SINP, Moscow State Univ.
St. Petersburg Polytec. U.
Ukraine:
INR, Kiev
Shevchenko Univ. , Kiev
55 instutucji, > 400 uczestników
Dubna, Oct 2008
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 styczeń 2010
29
Multifragmentacja jąder atomowych
Zakład Fizyki Gorącej Materii
(Zakład Elektroniki Fizycznej)
1990 – 2009
K. Grotowski
Z. Majka
R. Płaneta
J. Brzychczyk
W. Gawlikowicz
J. Łukasik
P. Staszel
P. Pawłowski
A. Wieloch
Z. Sosin
T. Kozik
J. Cibor
T. Barczyk
T. Pietrzak
Współpraca
ISN Grenoble
Indiana University
CEA Saclay
Texas A&M University
University of Rochester
GANIL, LPC Caen
GSI Darmstadt
LNS Catania
Opublikowanych ~ 60 prac
Multifragmentacja jąder atomowych
E/A 
30­100 MeV
E( /A ­9 MeV
dysypacja energii,
kompresja,
emisja
przedrównowagowa
termalizacja
obraz multifragmentacji
w emulsji jądrowej
ekspansja
klasteryzacja
separacja
fragmentów
trajektorie
kulombowskie wtórne rozpady
Diagram fazowy materii jądrowej
plazma kwarkowo-gluonowa T  ~170 MeV
gaz hadronowy
20
punkt krytyczny
T
[MeV]
15
gaz
10
obszar
spinodalny
ciecz
5
obszar
metastabilny
multifragmentacja
0.00
0.05
0.10
 [fm-3]
0.15
gwiazdy
neutronowe
0.20
jądra w stanie
podstawowym
0≃ 0.16
0.25
Efekty masowe i izospinowe w multifragmentacji
ALADIN 2000; GSI - Experiment S254
Projectile
107
Sn, 124 Sn, 124 La, 197Au
Projectile
spectator
600 MeV/nucl.
Target
nat
Sn
Projectile spectator
decay
S254: Krzywe kaloryczne
Phys. Rev. Lett. 102, 152701 (2009)
Efekty masowe i izospinowe w multifragmentacji
T. Pietrzak at al.,
IWM2009, Catania
Zależność energii symetrii od gęstości
Równanie stanu materii jądrowej:
E ρ,δ≈E ρ,δ= 0+E sym ρ  δ2 , δ=
ρ n −ρ p
ρ n +ρ p
Projekt ASY-EOS
Projekt międzynarodowy niewspółfinansowany (2009 – 2012); 1.73 mln zł
„Badanie zależności jądrowej energii symetrii od gęstości w pomiarach neutronowego i protonowego pływu
eliptycznego – budowa i uruchomienie detektora cząstek naładowanych oraz udział w eksperymencie w GSI”
IFJ PAN - J. Łukasik, A. Budzanowski, B. Czech, P. Pawłowski, I. Skwirczyńska IF UJ
- J. Brzychczyk, Z. Sosin, A. Wieloch
Eksperymentalne poszukiwanie jąder superciężkich (SHE), Z>103, oraz egzotycznych kształtów materii jądrowej Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010 Pracownicy
M. Adamczyk, T. Barczyk, T. Kozik, Z. Majka, R. Płaneta, Z. Sosin, A. Sochocka (doktorat), A. Wieloch (habilitacja)
Studenci
P. Bańka, A. Gonciarz
W ramach tych badań prowadzimy:
●
●
●
●
●
eksperymenty w GANIL (1999, Caen, Francja), w Teksas A&M (2006, College Station, USA), INFN LNS (2009, Katania, Włochy) a także pomiary testowe na Cyklotronie w Warszawie
budowę detektorów (PPAC, SID itd.)
konstrukcję specjalistycznej elektroniki do detektorów
analizę wyników eksperymentów
obliczenia modelowe Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010 Reakcje syntezy w zderzeniach ciężkich jonów przy energiach około barierowych 5­7 MeV/u
(„chłodna” i „gorąca” fuzja)
np.:
Zn+208Pb­>288112­>277112+1n 70
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010 208
GANIL (Caen), 1999. Pb (5 MeV/u)+18O, kin. odwrotna
LINIA LISE3 FiLTR Wiena
Reakcja Energia Liczba ER
(MeV/u) przypadków (pb)
Pb( 86Kr, 1n)293118 5.27 0 <1
208
Pb( 54Cr, 1n/SF)261/260Sg 4.70 i 4.75 2 i 8 590
18
O(208Pb, xn)226­xTh 5.00 ≈500 25000
208
Pb( 58Fe, 1n)265Hs 4.83, 4.87 i 4.95 3, 3 i 2 50­70
208
Pb( 76Ge, 1n)283114 5.02 0 <1.2
208
Ostatnio (11.2008): Ch. Stodel et al., AIP 561 (2001) 344.
A. Wieloch et al., NIM A517 (2004), 364.
Z. Sosin et al., Acta Phys. Pol. B40 (2009) 741.
132
Xe+120Sn­>104 (Rf): brak przyp. syntezy W planach (2014) GANIL S3 separator
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010 Reakcje ciężkich jąder pocisku na rozszczepialnych jądrach tarczy połączone z masywnym transferem Masywny transfer
SHE
Au
U,Th
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010 Układ eksperymentalny, Uniwersytet A&M w Teksasie
6.5 mg/cm2
•Wielodrutowa komora proporcjonalna (MWPC): trigger Trzy detektory •8­io segmentowa komora gazowe typu PPAC(Parallel Plate jonizacyjna (IC­8) ∆E (lub Avalanche Counter) E)
•organiczne scyntylatory (YAP)
Kraków
Filtr prędkości (pole magnetyczne||
wiązka) dla ciężkich jonów o dużej akceptancji kątowej. Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010 Trzy zarejestrowane przypadki mają:
• konsystentne prędkości (czasy przelotu) między, poszczególnymi detektorami (PPPAC, GPPAC, MWPC)
• konsystentne straty energii (∆E) w IC­8 Oszacowano:
• Z: 100­110
• Energia kin. ≅ 2 MeV/u
Interesujący kandydaci na jądra superciężkie!
Ale uwaga na pile­up (zdarzenie podwójne)!
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010 Poszukiwanie hiperciężkich jąder o egzotycznych kształtach
Torus
Bąbel
(PN G75.5 +1.7 Soap Bubble jest przykładem mgławicy planetarnej. Powstaje z gazu i pyłu z zewnętrznych warstw gwiazdy kończącej etap syntezy jądrowej we wnętrzu.)
Poszukiwanie egzotycznych kształtów (bąbel, torus) hiper ciężkich jąder
Przesłanka:
Ponadto:
mikroskopwe obliczenia modelowe wskazują na możliwość istnienia jąder, Z>140, w stanie podstawowym o minimum energii potencjalnej dla torusa/bąbla. Symulacje BUU/QMD/ETNA i ich analiza dla zderzeń Au+Au (A. Sochocka) również wykazały tworzenie się takich układów. Reakcja Au+Au, 15 MeV/u, b=0 fm, X­Y
t=1 fm/c
t=100 fm/c
t=200 fm/c
Co więcej: Zaproponowane obserwable np. tzw. flatness ­> rozróżnienie kształtów jąder. Eksperyment będzie przeprowadzony w ­ INFN LNS ( Katania, Włochy) przy użyciu detektora CHIMERA
•
•
•
•
1192 detektory
niski próg detekcyjny 1 MeV/A
pokrywa 94% 4t
identyfikacja ładunkowa, masowa i izotopowa
Plany:
●
pomiary w GANIL
●
budowa separatora jąder (magnesy neodymowe) dla cyklotronu w Warszawie (potrzebne finansowanie np. Grant KBN)
●
poszukiwanie egzotycznych kształtów jąder hiper­cieżkich (nie koniecznie w stanie podstawowym): eksperyment w INFN Katania, multidetektor CHIMERA
●
dalszy rozwój układu detekcji jąder superciężkich i stowarzyszonej elektroniki
●
zaawansowane badania modelowe Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010 Komory dryfowe - BRAHMS (RHIC - BNL)
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
1
Koory dryfowe - BRAHMS (RHIC - BNL)
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
2
Detektory pozycji wiązki - eksperyment NA61 (CERN)
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
3
Detektory pozycji wiązki - eksperyment NA61 (CERN)
Cathode read-out plane
Active area 48 * 48 mm2
85% Ar + 15% CO2
Flow rate: 1.2 l/h
HV ≈ 2000 V
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
4
Detektor scyntylacyjno jonizacyny - jądra superciężkie
SHE
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
5
Detektor scyntylacyjno jonizacyny - jądra superciężkie
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
6
System detekcyjny FAZIA (Four π A and Z Identification Array)
System detekcyjny
do pomiarów na
wszystkich europejskich
instalacjach wiązek
radioaktywnych nowej
generacji
GANIL/SPIRAL/SPIRAL2 Caen
GSI/FAIR/NUSTAR Darmstadt
LNL/ALPI/SPES Legnaro
LNS/EXCYT/FRIBS Catania
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
7
System detekcyjny FAZIA (Four π A and Z Identification Array)
Ring 4
R=550 mm
No. det =3615
Ring 3
R=700 mm
No. det =4688
Ring 2
R=1000 mm
No. det =1664
Ring1
R=1300 mm
No. det =1892
Digitalizacja
PSA
nTD Si
Si (θ, φ)
RH
Si - CsI
FFE - ASIC
11 859 detection cells
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
8
Testy prototypu
Program eksperymentów
testujących prototyp:
LNL Legnaro 2008 x 2
LNS Catania 2009 x 2
GANIL Caen 2010 x 1
Current/Charge Preamp.
VME FEE Charge Digitizer
(14bits 100Ms/sec.)
Current pipeline-based
Digitizer (12bits 2Gs/sec.)
Chłodzenie FEE : P= 80 kW
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
9
Wielofunkcyjność detektorów krzemowych
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
10
Analiza kształtu impulsu – eksperymenty
F
B
Be
C
S
P
Si
Al
Mg
Na
Ne
Cl
Ar
K
O
N
Prezentacja Zakładu Fizyki Gorącej Materii, 14 stycznia 2010
11

Podobne dokumenty