Ar - Indigo

Wzbudzenie kulombowskie neutrono-nadmiarowego 44 Ar
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 1
Motywacja
•
•
ewolucja powłoki N=28 poniżej
48
Ca
możliwa koegzystencja kształtu
4.0
E2+ [MeV]
3.0
2.0
1.0
Ca
Ar
S
0.0
16
18
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
20
22
24
liczba neutronow N
26
28
30
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 2
Motywacja
•
•
ewolucja powłoki N=28 poniżej
48
Ca
możliwa koegzystencja kształtu
4.0
β2
+0.18
-0.14
-0.13
+0.16
E2+ [MeV]
3.0
2.0
metoda
Hartree-Fock + Skyrme
T.Werner et al.,
relativ. mean-field
Nucl.Phys. A597,327(1996)
relativ. Hartree-Bogoliubov
G.Lalazissis et al.,
RMF + BCS
Phys.Rev. C60,14310(1999)
1.0
Ca
Ar
S
0.0
16
18
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
20
22
24
liczba neutronow N
26
28
30
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 3
Dane spektroskopowe o 44 Ar
• B(E2;2+ →0+ ) = 345 (41) e2 fm4
relatywistyczne wzbudzenie kulombowskie, Scheit et al., Phys. Rev. Lett. 77, 3967 (1996)
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 4
Metoda wzbudzenia kulombowskiego
Założenia metody:
• zachowana minimalna odległość (∼ 5fm) – odcinamy sie
˛ od oddziaływań
jadrowych,
˛
• mały przekaz energii – umożliwia traktowanie kinematyki klasycznie.
238
U
40
Ar
• Obserwowane wzbudzenie zależy od energii wiazki,
˛
(Z, A) partnerów i
parametru zderzenia. Parametr zderzenia decyduje o obserwowanym kacie
˛
rozproszenia.
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 5
Wiazki
˛
i tarcze
• Wiazka
˛
pierwotna:
48
Ca, 60 MeV/A,
3.5 µA (prawie 600W)
• Wiazka
˛
wtórna: 44 Ar
energia wiazki
˛
intensywność
3.68 MeV/A
2.4·105 pps
2.68 MeV/A
2.0·105 pps
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
tarcza
208
Pb
109
Ag
grubość tarczy
1 mg/cm2
0.9 mg/cm2
czas pomiaru
13 UT
8 UT
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 6
Układ doświadczalny
CD detector
44
Ar
EXOGAM
• EXOGAM: 10 segmentowanych detektorów typu clover (wydajność 13%
przy energii 1.3 MeV)
• segmentowany detektor czastek
˛
rozproszonych: 96 sektorów, 16
pierścieni
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 7
Intensywności w detektorze CD
wiazka
˛
rozproszona
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
wiazka
˛
bezpośrednia
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 8
Identyfikacja jader
˛
odrzutu i rozproszonej wiazki
˛
10 2
10
0
3
8
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
140
10 2
0
10
1
20
40
60
80
100
120
140
3
9
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
10 2
140
0
10
2
20
40
60
80
100
120
140
3
10
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
140
10
3
10 2
0
20
40
60
80
100
120
140
3
11
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
140
0
10
10 2
4
20
40
60
80
100
120
140
3
12
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
140
10
5
10 2
0
20
40
60
80
100
120
140
3
13
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
140
10
6
10 2
0
20
40
60
80
100
120
140
3
14
10 2
10
10
1
1
0
10
20
40
60
80
100
120
140
3
0
20
40
60
80
100
120
140
10 4
7
10 2
10
15
3
10 2
10
10
1
1
0
20
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
40
60
80
100
120
140
0
20
40
60
80
100
120
140
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 9
Identyfikacja jader
˛
odrzutu i rozproszonej wiazki
˛
10 2
10
0
3
8
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
140
10 2
0
10
1
20
40
60
80
100
120
140
3
9
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
10 2
140
0
10
2
20
40
60
80
100
120
140
3
10
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
140
10
3
10 2
0
20
40
60
80
100
120
140
3
11
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
140
0
10
10 2
4
20
40
60
80
100
120
140
3
12
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
140
10
5
10 2
0
20
40
60
80
100
120
140
3
13
10 2
10
10
1
1
0
20
40
60
80
100
120
140
10
6
10 2
0
20
40
60
80
100
120
140
3
14
10 2
10
10
1
1
0
10
20
40
60
80
100
120
140
3
0
20
40
60
80
100
120
140
10 4
7
10 2
10
15
3
10 2
10
10
1
1
0
20
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
40
60
80
100
120
140
0
20
40
60
80
100
120
140
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 10
Counts
W które miejsce tarczy padała wiazka?
˛
400
105
350
300
250
200
100
150
100
50
50
100
150
200
250
2
10
10
3.1 mm
1.0 mm
2.0 mm
4.0 mm
95
300
350
Phi angle [deg.]
energy [MeV]
Counts
0
0
90
85
80
1
0
20
40
60
80
100
120
140
Particle energy [MeV]
75
70
65
0
2
4
6
8
10
ring number
12
14
16
• oszacowanie potwierdzone podczas korekty
dopplerowskiej
• skomplikowany kształt detektora w zmiennych (θ,φ) z
uwagi na:
◦ wiazk˛
˛ e nietrafiajac
˛ a˛ w środek tarczy
◦ uszkodzone cz˛
eści detektora
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 11
11.87 min
44
Ar
Ca
44
44
K
44
44
103
K
Ca
44
K
Counts
Tło z rozpadów beta
93%
1886
2
10
1703 1886
182
2+1 → 0+1
10
182
22.13 min
44
K
Counts
1
0
500
1000
1500
2000
2500
Energy [keV]
28%
3308
2150
1200
1000
1157
800
1157
600
stable
400
44
Ca
200
0
0
2000
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
4000
6000
8000
10000
Time [channels]
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 12
Wyniki z tarczy 109 Ag
•
Ag
109
102
10
10
1
0
44
Ar
109
44
Ag
109
102
+
3
10
2 → 0+
Ag
109
Ag
109
Ag
Ar
2+ → 0+
Ag
Counts / 2 keV
detekcja jadra
˛
odrzutu
109
Ag
109
Ag
3
10
109
Counts / 2 keV
detekcja wiazki
˛ rozproszonej
500
1000
1500
2000
2500
3000
Energy [keV]
1
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Energy [keV]
statystyka wystarczajaca,
˛
aby podzielić dane na kilka zakresów katowych:
˛
◦
◦
◦
+
∼4300 zliczeń w linii 2+
→
0
(1158 keV)
1
+
∼50 zliczeń w linii 2+
2 → 21 (852 keV)
do normalizacji: powyżej 50 000 zliczeń w liniach 310 keV i 415 keV w
109
Ag
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 13
Wyznaczenie elementów macierzowych przejść E2
Xe
prolate, Q >0
0
oblate, Q <0
102
2+1 → 0+1
132
0
spherical, Q =0
2+2 → 0+1
0.03
3
10
2+2 → 2+1
Counts / 8 keV
2+ dσ / d Ω [b/sr]
tarcza 208 Pb, detekcja jadra
˛
odrzutu
0
0.02
10
0.01
0
0
•
•
•
•
20
40
60
80
100
120
140
LAB scattering angle [deg.]
1
500
1000
1500
2000
2500
3000
Energy [keV]
najniższe katy
˛ rozproszenia – zaniedbywalny wpływ momentu
+
kwadrupolowego → wyznaczenie B(E2;2+
1 →0 )
dane z pozostałych zakresów katowych
˛
+ dane z tarczy Pb→
wyznaczenie momentu kwadrupolowego stanu 2+
1 i innych B(E2)
wzgledna normalizacja zakresów katowych
˛
w oparciu o wzbudzenie tarczy
liczba i wielkość zakresów katowych
˛
dobrana tak, aby uzyskać
maksymalna˛ czułość na moment kwadrupolowy
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 14
Wyniki
•
•
•
+
B(E2;2+
1 →0 ) zgodne z wynikiem
pomiaru przy energii
relatywistycznej (345 (41) e2 fm4 )
moment kwadrupolowy stanu 2+
1
wyznaczony z dokładnościa˛ 35%
+
+
+
)
i
B(E2;2
→2
B(E2;2+
2 →0 )
1
2
wyznaczone z dokładnościa˛ 20%
+
B(E2)=680 +140
−100
Q=−8 +− 3
+
21
B(E2)=23 +− 4
+40
B(E2)=380 −60
.
2
4
B(E2) wyrazone w e fm,
•
22
2
Q w e fm
Co dalej?
◦
◦
42,44,46
uzupełniajacy
˛ pomiar czynników g (i B(E2)) w jadrach
˛
Ar
(A. Stuchbery et al., zaakceptowany w MSU)
wzbudzenie kulombowskie 46 Ar ?
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 15
Osoby zaangażowane w projekt
Magda Zielińska1,2 , Andreas Görgen1 , Alexander Bürger3 , Wilton Catford4 ,
Emmanuel Clément1,5,6 , Cédric Dossat1 , Jȩdrek Iwanicki2 ,
Wolfram Korten1 , Joa Ljungvall1 , Paweł J. Napiorkowski2 , Daniel Piȩtak7 ,
Geirr Sletten8 , Julian Srebrny2 , Christophe Theisen1 , Kasia Wrzosek2
1) Dapnia/SPhN, CEA Saclay, Francja; 2) ŚLCJ UW; 3) University of Bonn, Niemcy; 4)
University of Surrey, Guildford, Wielka Brytania; 5) CERN, Geneva, Szwajcaria; 6) GANIL,
Caen, Francja; 7) Politechnika Warszawska; 8) NBI Copenhagen, Dania;
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 16
Wyniki - porównanie z teoria˛
Magda Zielińska, ŚLCJ UW
Seminarium ZFJAt, 25 stycznia 2008 - p. 17