Stato e prospettive del Dimostratore di AGATA all inizio

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Valentina Cuomo
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1 Stato e prospettive del Dimostratore di AGATA all inizio della campagna di Fisica E.Farnea INFN Sezione di Padova On behalf of the AGATA Collaboration 1. Stato del Dimostratore di AGATA 2. La campagna di Commissioning 3. Primi risultati dalla campagna di Fisica

2 AGATA (Advanced GAmma Tracking Array) Array convenzionale Rivelatori segmentati γ-ray tracking Il progetto AGATA si prefigge di ottenere efficienza di fotopicco maggiore del 40% e P/T maggiore del 50% utilizzando in modo innovativo i rivelatori di germanio iperpuro, tramite tecniche di analisi di forma di impulso e tracciamento γ combinate con elettronica digitale Energy (kev) La risoluzione energetica effettiva viene mantenuta anche a velocità relativistiche

i rivelatori di germanio iperpuro, tramite tecniche di analisi di forma di impulso e tracciamento γ combinate con

3 Il Dimostratore di AGATA Obiettivo della fase di R&D cluster tripli asimmetrici Foto: F.Mangiaragna 36-fold segmented crystals 555 digital-channels Eff. 3 7 M γ = 1 Eff. 2 4 M γ = 30 Acquisizione completamente digitale con PSA e γ-ray tracking on-line In beam Commissioning Primo sito di installazione: Laboratori Nazionali di Legnaro Già Già firmatoilil nuovo MoU per per l espansione dell array a cluster tripli

2 4 % @ M γ = 30 Acquisizione completamente digitale con PSA e γ-ray tracking on-line In beam Commissioning

4 Da CLARA ad AGATA Marzo 2008 Aprile 2010

5 Foto dall installazione

6 Contributo della Sezione di Padova Progettazione: Definizione geometria array Disegno concettuale (simulazioni Monte Carlo) Meccanica: Realizzazione flange struttura di supporto Allineamento e montaggio rivelatori Meccanica per rivelatori ancillari (TRACE) Elettronica: Responsabilità sistema di trigger e sincronizzazione Rifacimento elettronica di preprocessamento Messa in funzione del sistema

montaggio rivelatori Meccanica per rivelatori ancillari (TRACE) Elettronica: Responsabilità

7 Preprocessing Electronics 1 crystal needs : 2 ATCA carriers, 1 TCLK, 1 GTS, 7 segment mezzanines

8 GTS tree + Digital Trigger To the trigger A ternary tree for collecting the trigger requests, and distributing back the validations/rejections to GTS leaves PCIe eval. board with a Virtex4 FX100 Partly in firmware (partitions, sumbuses) Partly in software running on the PPC Implemented by Luciano Berti (LNL) Present version: 48 inputs in 2 partitions Each partition has 4 multiplicity thresholds The two partitions can be in coincidence Typically: P1 with the Ge crystals P2 with the ancillary Trig1 P1 >=1 & P2 = 1 Trig2 P1 >=2 Max capacity of 2 levels: 9 GTS 6 triple clusters + 2 ancillaries (AGAVA)

board with a Virtex4 FX100 Partly in firmware (partitions, sumbuses) Partly in software running on the PPC Implemented by Luciano Berti (LNL) Present

9 Contributo della Sezione di Padova DAQ: Messa a punto del sistema (Narval) Algoritmi: PSA: adaptive grid search Tracking Responsabilità: 2 team leaders 1 membro AMB Local project manager Amministrazione: Grosso supporto per gare complicate (acquisto rivelatori ed elettronica)

Responsabilità: 2 team leaders 1 membro AMB Local project manager

10 Situazione attuale Disponibili 4 ATC (AGATA Triple Clusters) completi di elettronica (digitizers e preprocessamento) Si prevede l arrivo del quinto ATC entro fine anno Effettuati finora 6 test sotto fascio, tutti fondamentali per la messa a punto di un sistema così complesso come AGATA La campagna di fisica è ufficialmente iniziata

entro fine anno Effettuati finora 6 test sotto fascio, tutti fondamentali per la

11 Primo test sotto fascio Il primo test sotto fascio, avvenuto dal 16 al 22 marzo 2009, ha segnato il raggiungimento di una fondamentale milestone del progetto Il sistema completo (all epoca, un solo ATC) è stato testato con la reazione di fusioneevaporazione 30 Si(70MeV)+ 12 C Le prestazioni dell apparato vengono dedotte dalla qualità dello spettro dopo avere effettuato analisi di forma di impulso (ovvero, da quanto si stringono i picchi nello spettro osservato).

reazione di fusioneevaporazione 30 Si(70MeV)+ 12 C Le prestazioni dell apparato vengono dedotte dalla qualità dello

12 Rivelatore non segmentato 1823 kev?? DET

13 AGATA DET SEG 17.7 kev

14 AGATA DET SEG MGS 14.6 kev

15 AGATA DET SEG MGS JASS 12.5 kev

16 Secondo test sotto fascio 56 Fe 197 Au 220 MeV AGATA+DANTE 547 kev( 197 Au) 847 kev( 56 Fe) Original ~10 kev 197 Au in Dante+PSA 2.6 kev Original ~30 kev 56 Fe in Dante+PSA 3.2 kev Combinando l informazione fornita dall analisi di forma di impulso e dal rivelatore DANTE si riesce ad ottenere una risoluzione energetica effettiva molto vicina a quella intrinseca del cristallo di germanio iperpuro

2 kev Combinando l informazione fornita dall analisi di forma di impulso e dal rivelatore DANTE si

17 Terzo test sotto fascio Reazione di fusione-evaporazione 32 S (135 MeV) 110 Pd Coincidenze tra 2 ATC, un array di 5 rivelatori LaBr 3 e un rivelatore Si-strip detector acquisiti attraverso l interfaccia AGAVA Coincidenze tra gamma tracciati ottenute per la prima volta

e un rivelatore Si-strip detector acquisiti attraverso l

19 138 Sm: schema dei livelli Sinistra: schema noto dei livelli del 138 Sm. In basso, i risultati del presente esperimento. Gli stati di spin più alto non sono visibili (effetto del frenamento nel target?). In rosso è segnato il possibile livello di spin più alto. E.Paul et al, EUROGAM I data thin target

Gli stati di spin più alto non sono visibili (effetto del frenamento nel

20 Stati di alto spin nel 6 gates su: 347keV,545keV,686keV, 775keV,552keV,357keV nel 138 Sm R.Kempley, University of of Surrey 871keV Utilizzando due soli ATC (6 cristalli di germanio iperpuro) e le tecniche di tracciamento γ, si ottengono prestazioni confrontabili a quelle dell array GASP (composto da 40 cristalli di germanio iperpuro con schermo anti Compton)

germanio iperpuro) e le tecniche di tracciamento γ, si ottengono prestazioni confrontabili a

21 L inaugurazione Foto: F.Mangiaragna Foto: F.Mangiaragna Il Dimostratore di AGATA è stato ufficialmente inaugurato il 9 aprile scorso presso i Laboratori Nazionali di Legnaro

22 L inaugurazione Il Dimostratore di AGATA è stato ufficialmente inaugurato il 9 aprile scorso presso i Laboratori Nazionali di Legnaro

23 AGATA Dimostratore/1π Programma sperimentale 2010 LNL 6TC 2012 GSI/FRS 8TC 2014 GANIL/SPIRAL2 ~15TC AGATA D.+PRISMA Total Eff. ~6% FRS Total Eff. > 10% AGATA + VAMOS + EXOGAM Total Eff. > 20%

24 La campagna di Fisica La campagna di Fisica appena iniziata terminerà a fine giugno 2011, quando l array verrà trasferito presso il GSI di Darmstadt La situazione attuale è la seguente: 8 proposal già approvati (di cui 1 effettuato, 2 già in calendario) La maggior parte dei proposal richiede fasci Linac medio-pesanti con energia vicino al massimo fornibile dall acceleratore Possibilità di ritorno ai LNL in concomitanza con l avvio dell operazione di SPES?

25 Programma di fisica per il Dimostratore di AGATA accoppiato a PRISMA Oltre 20 LoI: Modi collettivi altamente eccitati; Nuclei mirror ricchi di protoni popolati in reazioni di trasferimento; Stati superdeformati in nuclei ricchi di protoni con massa A~40; Transizione Ordine-Caos in nuclei caldi in rotazione;... protoni Proton drip-line n-rich nuclei Neutron drip-line Collettività e simmetrie dinamiche nelle terre rare Stati a simmetria mista Riduzione della chiusura di shell a N=82 Chiusura di shell a N=50 : vite medie e stati eccitati neutroni Vite medie negli isotopi pesanti di Ca Vite medie vicino all isola di inversione Spettroscopia e vite medie nella nuova regione di deformazione A~60, N~40

26 Esperimenti approvati Coulomb Excitation of the Presumably Super-Deformed Band in 42 Ca (A.Maj, F.Azaiez, P.Napiórkowski) Precision lifetime study in the neutron-rich N=84 isotone 140 Ba from DSAM measurements following Coulomb-barrier alpha-transfer reactions on a 136 Xe beam (J.Leske) Inelastic scattering as a tool to search for highly excited states up to the region of the Giant Quadrupole Resonance (R.Nicolini) Order-to-chaos transition in warm rotating 174 W nuclei (V.Vandone) Lifetime measurements of the neutron-rich Cr isotopes (J.J.Valiente-Dobón) Lifetime measurement of the 6.792MeV state in 15 O (R.Menegazzo) Lifetime measurement in neutron-rich Ni, Cu and Zn isotopes (E.Sahin, M.Doncel, A.Görgen) Neutron-rich nuclei in the vicinity of 208 Pb (Zs.Podolyák)

27 Banda superdeformata nel 42 Ca? Evidenza di popolazione dalla GDR del 46 Ti caldo e molto deformato di una banda altamente deformata nel 42 Ca (HECTOR + EB IV exp.) M. Kmiecik et al., Acta Phys. Pol. B36, 1169 (2005). Questa banda banda è veramentesd? È possibile popolarevia via Coulex Coulex le le bande bande superdeformate? M. Lach et al., Eur Phys J. A12, 381 (2001) EB IV+RFD exp.

28 L esperimento AGATA 208 Pb target beam ( 42 Ca@170 MeV) DANTE Popolazione della banda SD via multi-step Coulex (rivelazione degli ioni diffusi all indietro) nella reazione 42 Ca@170MeV Pb

29 Risultati preliminari Courtesy Courtesy A.Maj, A.Maj, F.Azaiez, F.Azaiez, P.Napiórkowski P.Napiórkowski Au Original Dopplercorrected La qualità della correzione Doppler è consistente con i risultati di simulazioni Monte Carlo

30 Risultati preliminari Pb Original Dopplercorrected (Ca) Dopplercorrected (Pb)

31 Sommario Gli array a tracciamento γ, tra cui AGATA, saranno strumenti fondamentali per gli studi di struttura nucleare in facilities con fasci stabili e radioattivi Grazie al valido supporto della Sezione, il Dimostratore di AGATA è pronto ad affrontare l imminente campagna di Fisica, da cui si attendono importanti risultati

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