Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Badanie kolektywnych własności jąder atomowych w funkcji temperatury i spinu - wybrane aspekty Maria Kmiecik.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Badanie kolektywnych własności jąder atomowych w funkcji temperatury i spinu - wybrane aspekty Maria Kmiecik."— Zapis prezentacji:

1 Badanie kolektywnych własności jąder atomowych w funkcji temperatury i spinu - wybrane aspekty Maria Kmiecik

2 Obszary badań własności kolektywnych jąder M. Kmiecik yrast yrast + B n GDR PDR energia wzbudzenia moment pędu

3 Plan Jądro złożone – temperatura, kręt Gigantyczny rezonans dipolowy – GDR a kształt jądra Pomiar szerokości GDR w funkcji temperatury dla 132 Ce i 88 Mo Zależność kształtu jądra od krętu dla 216 Rn i 46 Ti Wzbudzenia jąder o niskich energiach - pigmejski rezonans dipolowy - PDR Pomiar PDR w 68 Ni oraz 208 Pb Podsumowanie M. Kmiecik

4 Układ HECTOR M. Kmiecik HELENA (filtr krotności - 38 małych BaF 2 ) BaF 2 HECTOR Układ do pomiarów GDR stosowany w konfiguracjach z różnymi detektorami Ge Cluster-EUROBALL BaF 2 HECTOR Do pomiarów z szybkimi wiązkami z układem RISING Kolaboracja detektora HECTOR: Mediolan-Kraków 8 dużych det. BaF2 (+ 8 dużych det. LaBr 3 ) oraz filtr krotności HELENA (38 małych det. BaF 2 )

5 Rozpad gorącego jądra złożonego – widmo gamma M. Kmiecik energia wzbudzenia moment pędu n n GDR n n n widmo kwantów GDR przejścia statystyczne

6 Gigantyczny Rezonans Dipolowy GDR – Giant Dipole Resonance Kolektywne wzbudzenie jądra Makroskopowo przedstawiane poprzez oscylacje neutronów względem protonów W podejściu mikroskopowym opisywane jako superpozycja wzbudzeń cząstka – dziura M. Kmiecik (E ) E GDR funkcja Lorentza:

7 Efektywna szerokość GDR M. Kmiecik

8 Termiczne fluktuacje kształtu M. Kmiecik Model LSD E(x,y) I = 10 I = 60 kształty jąder przy określonych temperaturach i krętach P(x,y) exp(-F(x,y)/T) F=E-TS, T= 2MeV T= 0.5MeV efektywne funkcje nasilenia GDR I=10 T=2MeV I=60 T=2MeV I=10 T=0.5MeV I=60 T=0.5MeV zespół kształtów oblate prolate

9 Temperatura jądra M. Kmiecik Obliczenia za pomocą kodu statystycznego GEMINI++ dla 48 Ti + 40 Ca 88 Mo temperatura jądra, w którym wzbudzony był GDR (po emisji kwantu ) E wiązki = 300MeV, = 3 MeVE wiązki = 600MeV, = 4.5 MeV = 2.0 (0.6) MeV = 3.1 (1.0) MeV temperatura efektywna

10 Kręt jądra M. Kmiecik Obliczenia z wykorzystaniem kodu statystycznego GEMINI++ (dla 48 Ti + 40 Ca 88 Mo) Pomiar za pomocą filtru krotności Po zastosowaniu warunków wymaganych w eksperymencie: -rejestracji residuów w detektorach umieszczonych pod odpowiednimi kątami -oraz detekcji wysokoenergetycznych kwantów gamma Foldy rozkłady krętu mierzony fold (krotność zarejestrowanych kwantów)

11 C zy szerokość GDR ulega wysyceniu dla wysokich temperatur? wytworzenie jąder złożonych o różnych energiach wzbudzenia (temperaturach) lecz takich samych średnich krętach wyjaśnienia: M. Kmiecik G. Enders et al., PRL 69 (1992) 249 T=2.5 T=3.5 A. Bracco et al., PRL 62 (1989) wysycenie momentu pędu wnoszonego w reakcji - wpływ multifragmentacji - emisja przedrównowagowa P.M.Kelly et al. PRL82 (1999) 3404

12 Pomiar szerokości GDR dla 132 Ce M. Kmiecik Wzrost szerokości GDR dla temperatury do około 4 MeV. O. Wieland et al., Phys. Rev. Lett. 97, (2006) zgodność z obliczeniami modelu termicznych fluktuacji kształtu z uwzględnieniem czasu życia jądra złożonego = 45 zależność od temperatury takie same wartości średnich krętów Brak wysycenia szerokości GDR dla 132 Ce

13 Szerokość GDR dla 88 Mo M. Kmiecik Michał Ciemała, praca doktorska

14 Zależność szerokości GDR dla 88 Mo od temperatury M. Kmiecik możliwe wysycenie szerokości GDR dla 88 Mo przy T = 3MeV możliwe wysycenie szerokości GDR dla 88 Mo przy T = 3MeV zgodność z obliczeniami obu modeli: PDM tłumienia fononowego TSFM - termicznych fluktuacji kształtu Porównanie z wynikami innych pomiarów dla jąder Mo (o różnych krętach)

15 Szerokość GDR w funkcji krętu jądra M. Kmiecik nieznaczny wzrost szerokości GDR niewielka deformacja aż do rozszczepienia Porównanie zależności szerokości GDR od krętu dla jąder o różnych masach większy wzrost dla lżejszych jąder – efekt rotacji większy wzrost dla lżejszych jąder – efekt rotacji M. Kmiecik et al. Phys.Rev. C 70, (2004) dla wysokiego spinu dane z eksperymentu, w którym widma GDR bramowano rozpadem wysoko spinowych izomerów (w 212 Rn i 211 Rn).

16 Przejście Jacobiego M. Kmiecik McLaurina kształty McLaurina: sferyczny oblate spłaszczony oblate Jacobiego przejście Jacobiego: oblate trójosiowy prolate Poincare przejście Poincare: trójosiowy kształt o symetrii oktupolowej przewidywane teoretycznie kształty obiektów grawitujących podobne zachowanie przewidywane dla szybko rotujących jąder atomowych

17 Przewidywania przejścia Jacobiego dla 46 Ti M. Kmiecik GDR I=10 I=20 I=26 I=38 I=34 I=30 energia potencjalna kształty Jacobiego funkcja nasilenia GDR charakteryzuje się występowaniem składowej niskoenergetycznej K. Mazurek – obliczenia LSD

18 Pomiar przejścia Jacobiego w 46 Ti M. Kmiecik termiczne fluktuacje kształtu + rozszczepienie pod wpływem siły Coriolisa P(, ) exp(-F(, )/T) 46 Ti Obserwacja po raz pierwszy przejścia Jacobiego oraz działania siły Coriolisa powodującej rozszczepienie składowych GDR A. Maj et al., Nucl. Phys. A731, 319c (2004) M.Kmiecik et al.,Acta Phys.Pol. B38, 1437 (2007)

19 Przejście Jacobiego dla 88 Mo – przewidywania M. Kmiecik Energia - LSD 0 = 5 MeV = 42 GDR – LSD + termiczne fluktuacje kształtu K. Mazurek – obliczenia LSD

20 Badanie przejścia Jacobiego w 88 Mo M. Kmiecik T = 2 MeV T = 3.1 MeV większy względny udział składowej niskoenergetycznej dla wyższej temperatury spowodowany większymi fluktuacjami kształtu wzrost względnego udziału niskoenergetycznej składowej z 4 % do 11 % wyniki pomiaru dobrze odtwarzane przez obliczenia (LSD+ fluktuacje termiczne + siła Coriolisa) taki sam średni kręt = 42 obserwacja kształtów Jacobiego ?

21 yrast yrast + B n energia wzbudzenia moment pędu Wzbudzenia kolektywne jąder zimnych (o niskich energiach) na przykładzie PDR M. Kmiecik PDR reakcje wzbudzenia PDR: rozpraszanie (, ), (p,p), (, ) na jądrach tarczy wzbudzenie kulombowskie w reakcji rozpraszania ciężkich jonów w jądrach egzotycznych – reakcje rozpraszania wirtualnego fotonu

22 GDR PDR PDR – pigmejski rezonans dipolowy M. Kmiecik Richter NPA 731(2004)59 PDR – Kolektywna (koherentna) oscylacja skórki neutronowej względem rdzenia Nasilenie E1 przesuwa się do niskich energii (centroida zależy od grubości skóry neutronowej) Nasilenie E1 zależy liniowo od parametru energii symetrii, która zależy od grubości skórki neutronowej przewidywania teoretyczne Pygmy

23 Przewidywania teoretyczne PDR dla 68 Ni M. Kmiecik Ni PHYSICAL REVIEW C 75, (2007) Jun Liang, Li-Gang Cao and Zhong-Yu Ma D. Vretnar et al. NPA 692(2001)496

24 PDR w 68 Ni - wzbudzenie kulombowskie AMeV na tarczy 197 Au M. Kmiecik Fragmentacja 86 Kr przy 900 MeV/u na tarczy Be (4g/cm2) 68 Ni (600 MeV/u) Przekrój czynny na różne rodzaje wzbudzeń w procesie wzbudzenia kulombowskiego Wzbudzane stany E1 o energii do ok. 15 MeV – głównie poniżej GDR T. Glasmacher, Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 48, 1 (1998) C.A. Bertulani, G. Baur, Nucl. Phys. A 458, 725 (1986);

25 Widma kwantów Widma kwantów M. Kmiecik Struktura 11 MeV we wszystkich detektorach Statystyczna emisja kwantów z jąder pocisku ( 68 Ni) Pik związany z emisją z jąder pocisku Statystyczna emisja kwantów z jąder tarczy ( 197 Au) po raz pierwszy zbadano PDR w reakcji o energii relatywistycznej za pomocą pomiaru kwantów gamma po raz pierwszy zbadano PDR w reakcji o energii relatywistycznej za pomocą pomiaru kwantów gamma

26 Pomiar PDR w 208 Pb M. Kmiecik Reakcja nieelastycznego rozpraszania MeV/u na tarczy 208 Pb 17 O – niska energia separacji neutronu (S n = 4.1 MeV) - odrzucenie przypadków wzbudzenia jąder pocisku Detektory:- HPGe (AGATA Demonstrator) - LaBr3 (3.5 x 8) - E-E –Si 17 O strata energii E całkowita energia kinetyczna rozproszonych jonów GQR energia wzbudzenia jąder tarczy TKEL (total kinetic energy loss) - różnica energii kinetycznej jądra rozproszonego elastycznie i rozproszonego nieelastycznie ~ 10 MeV

27 Widma przejść gamma dla 208 Pb M. Kmiecik O 17 O 16 O LaBr 3 AGATA R. Nicolini et al., Acta Phys. Pol. B42, 653 (2011)

28 PDR w 208 Pb M. Kmiecik N. Ryezayeva et al., Phys. Rev. Lett. 89, (2002) PDR po raz pierwszy pomiar PDR w reakcji rozpraszania ciężkich jonów po raz pierwszy pomiar PDR w reakcji rozpraszania ciężkich jonów dość dobra zgodność rezultatów z wynikiem wcześniejszego eksperymentu dla reakcji (, ) wiele potwierdzonych przejść

29 Perspektywy M. Kmiecik wiązki radioaktywne (jądra egzotyczne) -nowe układy detekcyjne (PARIS, AGATA) -laboratoria z wiązkami ciężkich jonów (LNL Legnaro, ŚLCJ Warszawa) - (p,p) – rozpraszanie -(p,CN) – reakcja z utworzeniem jądra złożonego (mały kręt wnoszony w reakcji – zależność tylko od temperatury) reakcje z wiązką protonów (CCB)

30 Podsumowanie Zaobserwowano wzrost szerokości GDR wraz z temperaturą świadczący o istotnym znaczeniu w opisie jąder gorących termicznych fluktuacji kształtu. Dla jąder 88 Mo jest on jednak słabszy, co może sugerować początek obszaru wysycenia szerokości GDR dla T GDR = 3MeV w tym jądrze. Wraz ze wzrostem krętu jądro może zmieniać swój kształt, co zostało zaobserwowane w przypadku przejścia Jacobiego ( 46 Ti, 88 Mo) lub zachować niewielką deformację aż do rozszczepienia ( 216 Rn). Zmierzono pigmejski rezonans dipolowy (PDR) dla jądra 68 Ni za pomocą kwantów gamma w reakcji wzbudzenia kulombowskiego przy energii relatywistycznej oraz dla 208 Pb z wykorzystaniem reakcji nieelastycznego rozpraszania ciężkich jonów. M. Kmiecik

31 Podziękowania IFJ PAN: Adam Maj, Michał Ciemała, Kasia Mazurek, Witek Męczyński, Mirek Ziębliński, ……. Mediolan: Angela Bracco, Franco Camera, Oliver Wieland, Silvia Leoni, ………. ……… M. Kmiecik

32 Dziękuję za uwagę M. Kmiecik

33

34 Theoretical shapes of rotating gravitating body Colin MacLaurin (1742) showed that, as the angular momentum increases, the spherical body (Earth) will become more flat (oblate). It changes its shape to an ellipsoid with two equal long axes, rotating around the short axis. Henri Poincare (1885) described new shapes that could be obtained by rotating mass at the Jacobi path at given angular velocity. The body having Jacobi elongated triaxial shape can change it at multiple bifurcation point to a pear shape McLaurin shapes: spherical oblate more flat oblate oblate triaxial prolateJacobi shapes: Poincare shapes: triaxial pear shape Carl Gustav Jacob Jacobi in 1834 calculated that at certain angular velocity the rotating body (gravitating mass rotating synchronously) may change abruptly the shape from MacLaurins oblate shape to triaxial and then more elongated. (Jacobi bifurcation).

35 Zmiana kształtu jąder gorących wraz ze zmianą krętu - przewidywania teoretyczne M. Kmiecik Energia potencjalna jądra – obliczenia w oparciu o model LSD (Lublin-Strasbourg Drop): Dudek & Pomorski Phys. Rev. C67 (2003) K. Mazurek, M. Kmiecik, A. Maj, J. Dudek and N. Schunck, Acta Phys. Pol. B38, 1455 (2007). M.Kmiecik et al., Phys.Rev. C 70, (2004) zmiana deformacji wraz ze wzrostem krętu: niewielka deformacja typu oblate - rozszczepienie oblate – triaxial – prolate (przejście Jacobiego) T = 1.2 MeV T = 0.75 MeV

36 Badanie kształtu jąder o najwyższych krętach M. Kmiecik M. Kmiecik et al. Phys.Rev. C 70, (2004) Pomiar rozpadu jąder 216 Rn do stanów izomerycznych w 212 Rn i 211 Rn najwyższe kręty tuż przed rozszczepieniem

37 Pomiary PDR M. Kmiecik Ce D. Savran et al., PRL97(2006) wzbudzenie izoskalarne reakcje (p,p) i (e,e) struktura subtelna Shevchenko PRL93(2004) reakcje (, ) i (, ) T. Hartmann PRL85(2000)274 charakter izowektorowy, taki sam jak GDR

38 PDR dla 68 Ni M. Kmiecik Przekrój czynny na fotoreakcje ( ) Widmo wirtualnych fotonów (VP x ) VP x ) Rozgałęzienia rozpadu gamma do stanu podstawowego (R x VP x ) Funkcja odpowiedzi O.Wieland et al., Phys.Rev.Lett. 102, (2009)


Pobierz ppt "Badanie kolektywnych własności jąder atomowych w funkcji temperatury i spinu - wybrane aspekty Maria Kmiecik."

Podobne prezentacje


Reklamy Google