i. m.henr n yka N ie i wod o n d i n c i zańs ń kie i go

Podobne dokumenty
Badania eksperymentalne kolektywnej struktury nuklidów z pobliża jąder magicznych- 40 Ca i 56 Ni, przy wysokim spinie

Jądra o dużych deformacjach. Jądra o wysokich spinach.

Metodyka eksperymentów w badaniach jąder o dużej deformacji

Dwie lub więcej cząstek poza zamkniętą powłoką

Jądra o wysokich energiach wzbudzenia

Badanie Gigantycznego Rezonansu Dipolowego wzbudzanego w zderzeniach ciężkich jonów.

Jądra o wysokich energiach wzbudzenia

Zjawisko Dopplera w fizyce jądrowej. 3.1 Wstęp. (opracowany na podstawie podręcznika Mayera-Kuckuka [8])

Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią

Reakcje jądrowe. X 1 + X 2 Y 1 + Y b 1 + b 2

Pomiar energii wiązania deuteronu. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie energii wiązania deuteronu

Reakcje jądrowe. kanał wyjściowy

Fragmentacja pocisków

Detekcja promieniowania elektromagnetycznego czastek naładowanych i neutronów

Chiralność w fizyce jądrowej. na przykładzie Cs

RECENZENT Jan Kownacki. REDAKTOR INICJUJĄCY Beata Koźniewska. SKŁAD I ŁAMANIE Jarosław Perkowski. KOREKTA TECHNICZNA Leonora Wojciechowska

Podstawowe własności jąder atomowych

Model uogólniony jądra atomowego

Eksperymenty z wykorzystaniem wiązek radioaktywnych

LNL Legnaro, IFIC Valencia, GSI, ZFJA. Ernest Grodner Weryfikacja hipotezy udziału kolektywnych bozonów w rozpadzie beta 62 Ga

Fizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 8 Rozszczepienie jąder i fizyka neutronów

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 3 Promieniotwórczość naturalna

Eksperymenty z wykorzystaniem wiązek radioaktywnych

Reakcje jądrowe. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys 1

Rozpady promieniotwórcze

Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów UW

Pierwsza eksperymentalna obserwacja procesu wzbudzenia jądra atomowego poprzez wychwyt elektronu do powłoki elektronowej atomu.

Podstawy fizyki subatomowej. 3 kwietnia 2019 r.

SPEKTROMETRIA CIEKŁOSCYNTYLACYJNA

Wyznaczanie bezwzględnej aktywności źródła 60 Co. Tomasz Winiarski

Co to są jądra superciężkie?

Spektroskopia Fluorescencyjna promieniowania X

Badanie schematu rozpadu jodu 128 I

O egzotycznych nuklidach i ich promieniotwórczości

INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ. im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk ul. Radzikowskiego 152, Kraków

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Fizyka jądrowa z Kosmosu wyniki z kosmicznego teleskopu γ

Jądra dalekie od stabilności

Identyfikacja cząstek

Wyznaczanie współczynnika rozpraszania zwrotnego. promieniowania β.

Promieniowanie jądrowe w środowisku człowieka

Układ okresowy. Przewidywania teorii kwantowej

Badanie schematu rozpadu jodu 128 J

NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI PODSTAWOWE INFORMACJE O REAKCJACH JĄDROWYCH - NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA

Diagnostyka plazmy - spektroskopia molekularna. Ewa Pawelec wykład dla pracowni specjalistycznej

Wstęp do fizyki jądrowej Tomasz Pawlak, 2013

Seminarium. -rozpad α -oddziaływanie promienowania z materią -liczniki scyntylacyjne. Konrad Tudyka

Spektroskopia jader neutrononadmiarowych od kuchni. Krzysztof Miernik

Łukasz Świderski. Scyntylatory do detekcji neutronów 1/xx

Spektroskopia charakterystycznych strat energii elektronów EELS (Electron Energy-Loss Spectroscopy)

Zagadnienia do egzaminu licencjackiego

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Zderzenia ciężkich jonów przy pośrednich i wysokich energiach

Spektroskopia neutronów opóźnionych po rozpadzie β

Oddziaływanie cząstek z materią

J7 - Badanie zawartości manganu w stali metodą analizy aktywacyjnej

INSTYTUT FIZYKI WYDZIAŁ INŻYNIERII PROCESOWEJ, MATERIAŁOWEJ I FIZYKI STOSOWANEJ POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA ĆWICZENIE NR MR-6

P O L S K I E J A K A D E M I I N A U K

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

Promieniowanie jonizujące

J6 - Pomiar absorpcji promieniowania γ

Rozdział 8. Przykłady eksperymentów

Marek Kowalski

Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski

Rozpad alfa. albo od stanów wzbudzonych (np. po rozpadzie beta) są to tzw. długozasięgowe cząstki alfa

J8 - Badanie schematu rozpadu jodu 128 I

Zadanie 3. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. Th... + α

Poszukiwanie efektów kolektywnych w neutrono-nadmiarowych izotopach o Z<38

Wiązki Radioaktywne. wytwarzanie nuklidów dalekich od stabilności. Jan Kurcewicz CERN, PH-SME. 5 września 2013 transparencje: Marek Pfützner

Proponowane tematy prac licencjackich dla studentów kierunku Energetyka i chemia jądrowa w roku akademickim 2015/16

Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA)

Badanie kolektywnych własności jąder atomowych w funkcji temperatury i spinu

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Promieniowanie jonizujące

2. BADANIA EKSPERYMENTALNE I TEORETYCZNE

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS

przyziemnych warstwach atmosfery.

E 2 E = 2. Zjawisko Mössbauera. Spoczywające jądro doznaje przejścia e-m z emisją fotonu γ. Zastosujmy zasadę zachowania energii i pędu:

Modele jądra atomowego

Nowe scyntylatory w ochronie granic

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

PRACOWNIA JĄDROWA ĆWICZENIE 4. Badanie rozkładu gęstości strumienia kwantów γ oraz mocy dawki w funkcji odległości od źródła punktowego

Wyk³ady z Fizyki. J¹dra. Zbigniew Osiak

Energetyka Jądrowa. Wykład 3 14 marca Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

doświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e)

Cząstki elementarne i ich oddziaływania III

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA. Promieniotwórczość

Spektroskopia elektronów Augera. AES Auger Electron Spectroscopy

XRF - Analiza chemiczna poprzez pomiar energii promieniowania X

dra superci kie 1. Co to s dra superci kie? 2. Metody syntezy j der superci kich 3. Odkryte j dra superci

WSTĘP DO FIZYKI JADRA ATOMOWEGOO Wykład 10. IV ROK FIZYKI - semestr zimowy Janusz Braziewicz - Zakład Fizyki Atomowej IF AŚ

Spektrometr XRF THICK 800A

Symetrie. D. Kiełczewska, wykład9

A - liczba nukleonów w jądrze (protonów i neutronów razem) Z liczba protonów A-Z liczba neutronów

Atom wodoru w mechanice kwantowej. Równanie Schrödingera

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

Transkrypt:

Piotr Bednarczyk Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk Badania eksperymentalne kolektywnej struktury nuklidów z pobliża jąder magicznych- 40 Ca i 56 Ni, przy wysokim spinie

IFJ PAN, Zakład Spektroskopii Jądra Atomowego, Spektroskopia Wysokospinowa i Rozwój Aparatury: P.Bednarczyk, M.Ciemała P.Bednarczyk, M.Ciemała*, *, A.Czermak, A.Czermak, B.Dulny, B.Dulny, B.Fornal, B.Fornal, J.Grę J.Gr ębosz, bosz, M.Kmiecik, M.Kmiecik, M.Krzysiek* M.Krzysiek*, A.Maj, A.Maj, M.MatejskaM.MatejskaMinda*, Minda *, K.Mazurek, K.Mazurek, W.Mę W.Męczy czyń ński ski,, B.Sowicki, B.Sowicki, J.Styczeń J.Styczeń, M.Zię M.Zi ębli bliń ński *student PhD Współpraca z laboratoriami akceleratorowymi: IPHCIPHC -IRES, Strasbourg, Fr LNLLNL -INFN, Legnaro, Legnaro, It GANIL, Caen, Fr ŚLCJ, Warszawa

Program Wprowadzenie: - deformacja jądrowa na przykładzie pasm superzdeformowanych - rotacja a koherentny ruch jednocząstkowy - zakończenie pasm rotacyjnych Wielodetektorowe spektrometry gamma, przełom w badaniach struktury jądra Rola detektorów pomocniczych - krakowski Detektor Jąder Odrzutu (RFD) Wysokospinowa spektroskopia γ izobarów A=45 (Sc, Ti, V), -Znaczenie wyników dla rozwoju metod średniego pola Identyfikacja silnej deformacji w obszarze jąder trójosiowych A~70 Perspektywy pomiarów koincydencyjnych γ-jądro odrzutu na wiązkach stabilnych i radioaktywnych

Kształty jąder atomowych

Stabilizacja kształtu poprzez efekty powłokowe γ β R 3 :R Stan metastabilny (izomer kształtu) Cząstka w polu o osiowej deformacji

Widmo emisyjne idealnego rotora (superdeformacja) Pasmo SD P.Twin et al., 1986 γ β 26 28 30 32 34 36 38 40 42 152 Dy 44 46 48 50 52 54 56 58 60

Rotacja czy koherentny ruch nukleonów? wysycenie rotacji ( 158 Er: ~50ħ )- Specyficzna własność jądra atomowego β 0.2

Przywrócenie kolektywności przy najwyższych spinach E.Paul et al. (2007)

Obszary jąder zdeformowanych Poszukiwanie uniwersalnej teorii jądra konsystentny opis wszystkich nuklidów -Teoria Funkcjonału Jądrowego -H NUCL ( ρ(r), j(r), ρ (r), j (r), ) -Siła Skyrme + Hertree-Fock Jądra pierwiastków ziem rzadkich -idealny rotor jądrowy (SD) -maksymalny spin >> 100ħ -teoria makroskopowa (liquid drop) z poprawką powłokową Jądra powloki f7/2 -wysoka kolektywnosć [B(E2) >>W.u.] -maksymalny spin < 20ħ -pełny opis Modelem Powłokowym- SM Jądra powloki pf -znane pasma SD -maksymalny spin < 30ħ -niestabilne kształty (γ-soft) -w zasięgu SM

Złota dekada w spektroskopii γ i optymistyczne prognozy Spektroskopia jąder egzotycznych na wiązkach radioaktywnych sensitivity Egzotyczne mody kolektywne: -trójosiowość -rotacja magnetyczna -wysycanie pasm rotacyjnych -poszukiwanie HD Odkrycie SD I.Y.Lee et al. (2003) KONIECZNE DETEKTORY POMOCNICZE!

Rewolucja w badaniach strukturalnych-wielodetektorowe spektrometry γ Osłony ACS- redukcja tła komptonowskiego Detektory kompozytowe duża granularność Czułość na promieniowanie o wysokiej krotności EUROBALL 244 HPGe

Nowa jakość: γ-tracking EUROBALL AGATA Ω ~40% ε ~ 10% θ ~ 8º Ω ~80% ε ~ 50% θ ~ 1º 244 HPGe

Krakowski detektor jąder odrzutuodrzutu- RFD Cluster tarcza Clover RFD

Recoil Filter Detector zasada działania GASP RFD RFD - detektor ciężkich jonów (rezyduów wyparowania) rejestrowanych w koincydencji z promieniowaniem γ Pomiar czasu przelotu (TOF TOF) umożliwia selekcję jąder odrzutu T 0 ToF = T 0 + t t Wykorzystanie w systemach detekcyjnych: -OSIRIS 12HPGe, HMI Berlin -EUROBALL, IRES-IPHC, IPHC, Strasbourg -GASP 40HPGe, LNL, Legnaro

Technika detekcji jon jonów ów 18 detektorów ToF = 50 700 ns v/c= 0.5 7%

Rejestracja wiązki wtórnych elektronów

Poprawa jakości mierzonych widm γ 92 MeV 16 O + 0.4 mg/cm 2 208 Pb 68 MeV 18 O + 0.8 mg/cm 2 30 Si Pb X-rays γ γ β rec ~3% counts 1200 800 Th X-rays γγ recoil 220 Th 221 Th 219 Ra 218 Ra 217 Ra 400 0 100 200 300 400 500 γ-ray energy (kev) Ciężkie jądra odrzutu redukcja tła z rozszczepienia reakcje z niskim przekrojem czynnym σ 0.1 mbarn Wysoka prędkosc odrzutu: redukcja poszerzenia dopplerowskiego

FWHM = 2.4 kev @ 1.3 MeV Symulacja rozdzielczości energetycznej GASP vs AGATA G. Jaworski GASP: ε=5.0% θ ~ 10º AGATA 3Π: ε=22% θ ~ 1º

FWHM = 2.4 kev @ 1.3 MeV Symulacja rozdzielczości energetycznej GASP vs AGATA G. Jaworski GASP: ε=5.0% θ ~ 10º AGATA 3Π: ε=22% θ ~ 1º

Pomiar krótkich czasów życia stanów jądrowych Emisja wewnątrz tarczy (B) zachodzi przy większej prędkości Liczba rozpadów za tarczą (A) w stosunku do pełnego natężenia linii (A+B) zależy od τ

Efekty kolektywne w lekkich jądrach powłoki f 7/2 Niskie spiny /~1980/: Stany połączone szybkimi przejściami E2 dobrze opisywane przez model powłokowy Niskoleżące pasma o wysokiej deformacji związane ze wzbudzeniem rdzenia 40 Trudności eksperymentalne: Duże prędkości odrzutu Wysokie energie przejść Znaczne poszerzenie dopplerowskie Wysokie spiny /2000-/: Wielolicznikowe układy detektorów Ge Mikroskopowy opis rotacji w 48 Cr Superdeformacja w 36,40 36,40 Ar, 40,42 Ca, Ca, 44 Ti 40 Ca

Źródła deformacji w lekkich jądrach f 7/2 100 Sn energie jednocząstkowe w rotującym układzie 80 Zr 58 Ni 40 Ca 48 Cr

Mikroskopowy opis rot otacji w 48 Cr 100 Sn 80 Zr 58 Ni Model Powłokowy: rozszerzona powłoka fp 40 Ca 48 Cr

Superdeformacja w jądrach f 7/2 100 Sn 80 Zr 36 Ar pasmo SD (β~0.44) C.E, Svenssonet et al. (2001) 58 Ni Opis SM w przestrzeni sdfp 40 Ca 4 cząstki na orbitalu 1f 7/2 ([300]1/2 00]1/2) 8 dziur w rdzeniu 1d 3/2 48 Cr

Wysokospinowe rozwinięcie pasma typu cząstka-dziura w 45 Sc GASP + Recoil Mass Spectrometer, LNL P.Bednarczyk et al. (1997) T 1/2 =318 ms 45 Sc ħω = 0.6MeV 46 Ti + π - 1 45 = β = +0.3 β 0 Bezpośredni pomiar momentu kwadrupolowego (spektroskopia laserowa) M.Avgoulea et al. (2011) Sc = 44 Ca + π 45 Sc

Wysycenie pasm rotacyjnych w 45 Sc 1h-6p 2h-7p EUROBALL + RFD P.Bednarczyk et al. (2001) Stopniowy zanik kolektywności

Wysycenie pasm rotacyjnych w 45 Sc 1h-6p 2h-7p 2400 2395 Eγ=2400 kev τ= 190±20 fs θ=156 o Eγ=2395 kev τ= 90±15 fs

Wysycenie pasm rotacyjnych w 45 Sc 1h-6p 2h-7p oraz zanik deformacji

Rozwikłanie schematu poziomów π=+ w 45 Ti π= + ~46 V (T=0) polaryzacja E M π= - l=2 l=1 rozkłady kątowe

Ti - skrzyżowanie pasm w ujęciu SM 45 Ti dziura π dziura π,ν

Przetrwanie wysokiej deformacji w paśmie T=0 w 45 Ti