Struttura Nucleare Sperimentale

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1 Universita degli Studi di Milano Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Struttura Nucleare Sperimentale» Ricerca di base (test modelli teorici )» Sviluppi tecnologici» Applicazioni (Societa`, medicina Nucleare)

2 Struttura gerarchica della Materia Nucleus m E 10 6 ev Nuclear Structure and Astrophysics

3 Limiti dell esistenza nucleare Proton Rich proton radioactivity SuperHeavy Number chimical elements (Z=112,114,116) proton number Z proton neutron pairing Nucleosynthesis (rp process) p dripline n dripline r process Neutron Rich n halos n skins neutron number N Nucleosynthesis (r process)

4 Studio Sperimentale della Struttura Nucleare Reazioni Nucleari 5 MeV/A 400 MeV/A projectile target n α γ v/c 1-50 % p γ Reaction cross sections Coulomb Excitation Spins, masses Transfer reactions γ and particle decay

5 Laboratory Underground Nuclear Astrophysics Esperimento Luna (LAB. NAZ. GRAN SASSO) Collaborazione: Ge,Mi,Na,Pd,To,Bochum Milano: R. Bonetti, A. Guglielmetti Istituto di Fisica Gen. Appl.

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7 Perche al Gran Sasso? Nel Sole: L = Mev/s Q = MeV R = L/Q = s -1 In Laboratorio: pbarn < σ < nbarn ε 10% I ma ρ µg/cm 2 R = εin/aρσ 1 evento/mese < R < 1 evento/giorno È necessario ridurre il fondo a meno di un evento al mese!!!

8 Struttura Nucleare Spettroscopia γ A.Bracco, N.Blasi, F.Camera, S.Leoni, B.Million, O.Wieland, M.Pignanelli EUROBALL Studio della radiazione γ da nuclei alto spin/alta energia di eccitazione prodotti in reazioni di fusione tra ioni pesanti proprietá collettive del nucleo (vibrazioni e rotazioni) Copenhagen Danimarca Strasburgo Francia Kracovia Polonia Chicago, S.Francisco USA

9 Temi di ricerca / Proposte di Tesi in Spettroscopia γ Tesi: 1 anno, basate su esperimenti recenti, pubblicazioni scientifiche Risonanza Gigante di Dipolo Rotazione Nucleare ad alta temperatura stato collettivo nucleare: p e n oscillano in opposizione di fase (vibrazione) γ E γ 152 Dy E γ transizione ordine (T = 0) E γ» deformazione» orientamento caos (nucleo composto)

10 Sviluppo di tecniche di tracking in rivelatori a stato solido Rivelatori HpGe segmentati: nuova generazione rivelatori a stato solido Principle» Elettronica digitale» Pulse shape analysis» Simulazioni» Tracking Applicazioni Future Medicina: ultra-low radiation (full body scan) Futuri apparati sperimentali Spettroscopia γ AGATA (GSI, D) γ-source localization: aereoporti free field exploration

11 Università di Padova TRARE (TRAnsfer REactions) Luisa Zetta - Paolo Guazzoni - Milano Università di Napoli SEZIONE DI NAPOLI Università di München Joint Institute of Nuclear Research ( Dubna) SOLTAN INSTITUTE for NUCLEAR STUDIES WARSAW Università del Minnesota UNIVERSITY of MINNESOTA OBIETTIVO E MOTIVAZIONI SCIENTIFICHE studio di strutture nucleari con tecniche spettroscopiche applicate a processi indotti da fasci di protoni ( polarizzati e non ) che comportano il trasferimento di pochi nucleoni. reazioni di trasferimento: + struttura di nuclei complessi + proprietà legate ai gradi di libertà di particella singola e interazione di pairing + studio stati di bassa energia (test stringente di modelli di struttura nucleare)

12 APPARATO SPERIMENTALE Le misure si svolgono a Garching (D): le prese dati sono una o due volte l anno, con partecipazione anche di eventuali laureandi SORGENTE POLARIZZATA TANDEM SPETTROMETRO Q3D RIVELATORE di piano focale Possibilita di tesi: misure ad alta risoluzione e analisi di reazioni (p,t) e (ppol,α). Il lavoro di tesi consiste nella raccolta dati presso l acceleratore di Garching (Monaco di Baviera) e nell analisi con modelli teorici dei dati raccolti utilizzando gli opportuni programmi e il sistema di calcolo del Dipartimento. Durata del lavoro di tesi: in media il lavoro di tesi prevede la presenza in laboratorio per circa un anno.

13 » effetti di ispospin in collisioni 124,112 Sn 64,58 Ni (35 AMeV)» studi di multiframmentazione TESI: 1. Raccolta e Analisi dati 2. Sviluppo sistemi di controllo 3. Acquisizione in forma

14 $UJRPHQWRGHOODULFHUFD Utilizzando il multirivelatore CHIMERA, operativo presso i Laboratori Nazionali del Sud dell Istituto Nazionale di Fisica Nucleare a Catania si intendono studiare: 1 - gli effetti di isospin in collisioni centrale e semiperiferiche indotte da fasci di 124,112 Sn (rispettivamente isotopi ricchi e poveri di neutroni) su bersagli 64,58 Ni (rispettivamente isotopi ricchi e poveri di neutroni) a 35 AMeV; 2 la produzione di frammenti di massa intermedia in collisioni centrali in funzione della carica totale e dell energia di eccitazione del sistema composto per le reazioni 124 Sn+ 64 Ni, 27 Al a 25 e 35 AMeV, allo scopo di studiare il processo di emissione di multiframmenti. Nell ambito della collaborazione il gruppo di Milano si è occupato in particolare dello sviluppo del sistema di computazione in linea e di controllo del multirivelatore e dello sviluppo di programmi di analisi automatica dei dati. 3266,%,/,7$7(6, /XLVD =HWWD 3DROR*XD]]RQL $FTXLVL]LRQH LQÃIRUPD VYLOXSSRÃGLÃSURJUDPPL SHUÃXQ VLVWHPDÃGLÃDFTXLVL]LRQH H FRPSXWD]LRQH LQ OLQHDÃ FKHÃSUHYHGHÃO XWLOL]]RÃGLÃFRQYHUWLWRULÃDQDORJLFRGLJLWDOL D FDPSLRQDPHQWR SHUÃOD UDFFROWDÃFRPSOHWDÃGHOOD IRUPDÃGHO VHJQDOHÃSURYHQLHQWHÃGDLÃULYHODWRUL &RQWUROORÃGL XQ PXOWLULYHODWRUH ODUJRPHQWRÃULJXDUGD ORÃVWXGLR GLÃVLVWHPLÃGLÃFRQWUROOR H FRPSXWD]LRQH LQ OLQHDÃEDVDWLÃVXOOXWLOL]]RÃGL 'LJLWDOÃ6LJQDOÃ3URFHVVRUV DFFRSSLDWL DÃ3&ÃH FRQQHVVL YLDÃEXVÃ3&,ÃRÃ90( $QDOLVL H UDFFROWDÃGDWL DQDOLVLÃGHLÃGDWLÃUDFFROWLÃDLÃ/DERUDWRUL,1)1 GLÃ&DWDQLDÃPHGLDQWHÃLOÃPXOWLULYHODWRUH &+,0(5$ÃFRQ LOÃIDVFLRÃGL 6QÃDÃ $0H9 UDFFROWD GDWL DÃ $0H9 H ORURÃDQDOLVL 3RVVLELOLÃVYLOXSSLÃGLÃSURJUDPPLÃGLÃDQDOLVL FRQ UHWLÃQHXUDOL '85$7$7(6,,O ODYRURÃSUHYHGH OD IUHTXHQ]D LQ ODERUDWRULR SHUÃFLUFDÃXQ DQQRÃFRQ SUREDELOLÃWUDVIHUWHÃDL /16 GLÃ&DWDQLD

15 PROSPETTIVE Dottorati e ricerca a Milano o presso i laboratori stranieri Laboratori per la ricerca in Fisica Nucleare nel mondo Italia, Germania, Francia, Finlandia Usa, Russia, Giappone... INDUSTRIA e centri di ricerca Esempi IAEA General electric, software companies