NUCL-EX - Agenda

Esperimento NUCL-EX
Sede
Ricercatori Tecnologi FTE
Legnaro
6
Padova
1
Bologna
3
Firenze
12
Napoli
8
2
5
1
1
2.2
11.1
2
5
Introduzione
Due linee di ricerca principali:
 SPES dinamica delle reazioni nucleari in
prospettiva di SPES (Clustering, pre-equilibrio,
isospin).
 FAZIA attività energie intermedie (LNS, GANIL)
NUCL-EX FTE
FAZIA
SPES
46%
30 Ricercatori (24.3 FTE)
FTE/uomo ≈ 80%
Rappresentanti Nazionali:
Coord. TG2 analisi FAZIA,
S. Barlini (FI) Run Coord. FAZIA
L. Morelli (BO)
Resp. Locale BO
TG2 analisi FAZIA
Run Coord. SPES
54%
Collaborazioni internazionali:
Europa: GANIL, LPC, IPNO, KU Leuven, INP Krakow,
University of Warsaw, Nevsehir
Univ India: BARC (Mumbai)
Esperimento NUCL-EX
1) NUCLEX-SPES
•
•
•
•
•
Responsabilità apparati @ LNL
 L. Morelli
Fusione–Fissione
Pre-equilibrio
Clustering
Densità dei Livelli
Energia di Simmetria
GARFIELD
Indice presentazione:
1. Consutivo scientifico 2014/2015
2. Prospettive 2015/2016
3. Attività previste 2016 (e oltre)
4. Preventivi 2016
2) NUCLEX-FAZIA  S. Barlini
Introduzione
• Sviluppo di un rivelatore con alta risoluzione in
carica e massa per studiare la fisica dell’isospin.
• Isospin drift e diffusion
• Energia di simmetria
• Fissione dinamica
RIPEN
Ring-Counter
Esperimento NUCL-EX
Setup
GARFIELD+HECTOR
GARFIELD
GARFIELD
GARFIELD
GARFIELD
RIPEN
Esperimento/Periodo
Jacobi
2009
csym
PAC: 06/2011
Giu–Lug 2012
delight
PAC: 06/2012
Ott-Nov 2012
delight2
LNL - free beam time
Dic 2012 - Gen 2013
aclust
PAC: 06/2012
Feb-Mar 2013
SHE
PAC: 01/2013
Mag-Giu 2013
Reazioni misurate
Ti+Ca at 300, 450, 600 MeV
32S+40Ca
(17.7 AMeV)
32S+48Ca
(17.7 AMeV)
32S+48Ti
(17.7 AMeV)
+ 197Au per calib
14N
+ 10B (80, 60 MeV)
14N + 12C
(80 MeV)
+ 197Au per calib
Attività 2014/2015
Stato dell’analisi
Terminata
Risultati disponibili:
Ciemala et al., Phys.Rev. C91(2015), 054313
Sottomissione articolo a breve
In Corso
Calibrazioni e check completati
Risultati preliminari disponibili:
Contributo S.Barlini NSD 2015
Tesi di dottorato S.Valdrè (fine 2015)
In corso
Risultati disponibili:
Contributo L. Morelli IWM2014 e NSD 2015
In corso
12C
+ 12C
12C + 13C
16O
(95 MeV)
(95 MeV)
+
(16AMeV)
62
+ Ni
(16AMeV)
19F + 65Cu
(16AMeV)
197
+ Au per calib
19F
65Cu
Risultati disponibili:
Contributo L.Morelli NSD2015
L. Morelli et al. J. Phys. G:Nucl. Part. Phys. 41 (2014) 075107
L. Morelli et al J. Phys. G:Nucl. Part. Phys. 41 (2014) 075108
In corso
Risultati preliminari disponibili
T. Marchi et al . EPJ Web of Conferences Vol. 88 (2015) 00016
D. Fabris et al. – Acta Physica Pol. B46, 447 (2015)
F. Gramegna et al. J. of P.: Conf, Series 580, 012011 (2015)
Tesi magistrale M. Cicerchia Univ. Napoli
In corso
50Ti+ 208Pb
(294 MeV)
Calibrazioni terminate
Articolo sottomesso a review interna
Esperimento NUCL-EX
Setup
GARFIELD+HECTOR
GARFIELD
Esperimento
JACOBI
Delight/2
GARFIELD
ACLUST
GARFIELD
ISOMIX
Pubblicazioni 2014/2015
Pubblicazione Riviste con Referee
Conferenze
M. Ciemala et al. Phys. Rev. C 91, 054313 (2015)
S. Valdrè et al. TO BE SUBMITTED
S. Valdrè SIF 2014
L. Morelli et al. J. Phys. G:Nucl. Part. Phys. 41 (2014) 075107
L. Morelli et al. J. Phys. G:Nucl. Part. Phys. 41 (2014) 075108
L. Morelli et al. EPJ conf 88 (2015)
L. Morelli IWM2014 e NSD2015
T. Marchi et al . EPJ Web of Conferences Vol. 88 (2015) 00016
D. Fabris et al. – Acta Physica Pol. B46, 447 (2015)
F. Gramegna et al. J. of P.: Conf, Series 580, 012011 (2015)
T.Marchi IWM2014
D.Fabris Zacopane
F. Gramegna Ischia2014
A. Giaz et al. Phys. Rev. C 90, 014609 (2014)
Situazione Milestones SPES 2015
10-07-2015 SPES: Presentazione di almeno una proposta al PAC di LNL
100%
31-07-2015 SPES: invio per la pubblicazione di un articolo su dati RIPEN
80%
30-09-2015 SPES: invio per la pubblicazione di almeno un articolo su dati GARFIELD
90%
31-10-2015 SPES: Relazione di Attività di Kickoff meeting e primi test ad ALTO nella collaborazione
ACTAR
100%
Esperimento NUCL-EX
Pubblicazioni/Analisi 2014/2015
Analisi dati Exp. Jacobi
GARFIELD + Phoswich wall + HECTOR
M. Ciemala et al. Phys. Rev. C 91, 054313 (2015)
Saturazione della larghezza della GDR con la temperatura
nucleare


Selezione di eventi di FusioneEvaporazione (FE) e
Fusione-Fissione (FF).
Tuning di GEMINI++ (R.Charity,
PRC 82(2010)014610) per riprodurre
gli spettri di protoni e alpha.

40Ti+ 48Ca

CN 88Mo con E*=1.4AMeV, 2.2AMeV, 3.0 AMeV

Setup: GARFIELD + muro di phoswich a 3 strati di scintillatore
a 300MeV, 450MeV, 600MeV (@ LNL)
Esperimento NUCL-EX
Pubblicazioni/Analisi 2014/2015
Jacobi: risultati principali
Misura sezione d'urto di fusione-evaporazione
Molteplicita' sperimentale di LCP evaporate in
eventi di fusione-evaporazione
Risultati di questo lavoro
Stima del
pre-equilibrio
Sistematica riportata in P.Eudes et al.,
Europhys. Lett. 104 (2013) 22001
To be submitted (PRC)
Esperimento NUCL-EX
Analisi 2014/2015
12C* -> Hoyle State
First proposed by Fred Hoyle in 1953 to explain the abundance of
carbon in the universe.
 Later found experimentally at the energy which Hoyle had predicted.
 Cannot be explained by the shell model.
 Formed through the ‘triple-α’ process and thought to have a
clustered structure.
Total Energy Spectrum
𝐸𝑡𝑜𝑡 = 3𝑖=1 𝐸α𝑖 + 𝐸𝑟𝑒𝑐 = 𝐸𝑏𝑒𝑎𝑚 + 𝑄 (Q = -7.272 MeV)
12C
Excitation Energy Spectrum
∗
𝑃2
3
𝐸 12 = 𝑖=1 𝐸α𝑖 −
+ 𝐸𝑡ℎ
2𝑀𝐶
𝐶
9.64 MeV 3-
Recoil 12C in G.S.
7.65 MeV 0+
Hoyle state
Recoil 12C excited states
10.84 MeV 1-
Esperimento NUCL-EX
Analisi 2014/2015
Hoyle State -> decay mechanism
Relative energy distribution of 8Be-like pairs
Sequential -> 92KeV
Direct-> ≈188KeV
• data
Energy DALITZ Plot
2𝐸𝑘 − 𝐸𝑖 − 𝐸𝑗
3 𝐸𝑖 − 𝐸𝑗
𝑌=
𝑋=
𝐸𝑡𝑜𝑡
𝐸𝑡𝑜𝑡
-- HFl
Raduta PLB 705, 65 (2011) (α-particle condensation)
O.S.Kirsebom PRL 108 (2012)
(sequential)
J.Manfredi PRC 85 (2012)
(sequential)
DATA
HFl (sequential)
Esperimento NUCL-EX
E2 ‐ ACLUST2 ‐ GARFIELD + Ring Counter
Exp. 2015 @LNL
Spokeperson T. Marchi – (approvato dal PAC luglio 2014)
 Esperimento previsto per Marzo 2015
posposto per problema all’acceleratore (rottura del Laddertron del TANDEM)
 Esperimento concluso con successo, grazie anche alla ottima “performance” dell’apparato GARFIELD+Rco.
 Le quattro reazioni proposte sono state misurate con successo:
tre sistemi a 7 MeV/n (18O+28Si, 16O+30Si, 19F+27Al) e un Sistema a 8MeV/n (16O+30Si).
Projectile
Target
Energy
(MeV/A)
160
30Si
7
160
30Si
8
18O
28Si
7
19F
27Al
7
DE-E RCo IC-SiE
ER
7 MeV/A 18O + 28Si
28Si
 10 Meventi di Residui di Evaporazione sono stati acquisti
per ciascuna reazione.
 Possibile lo studio delle correlazioni tra LCP e Frammenti
 Utilizzata IC con 25mb di CF4
3 new proposals submitted to LNL PAC (June 2015)
Esperimento NUCL-EX
Exp. 2015 @LNL
E4 ‐ DELIGHT2 ‐ GARFIELD + RING Counter 16O+12C @ 90, 110, 130 MeV ‐ Spokeperson L. Morelli
 Systematics study of even-even N=Z nuclei produced in the
fusion-evaporation
 16O + 12C reaction at three different beam energies Ebeam = 90,
110 and 130 MeV
 clustering effects can be differently expressed varying the E* of
the system
 investigate Rclus as a function of the excitation energy
ΔE-E Rco IC-SiE
Proposal approved by LNL PAC in 2014
March 2015 : experiment performed
α multiplicity
Charge distribution
gate on evaporation residue
 the possibility that a 7 α-particle gas-like state might exist in 28Si
Esperimento NUCL-EX
Attività previste 2015/2016
Attività ai LNL: NUOVE MISURE PREVISTE (I)
 E’ stata accettata dal PAC LNL di luglio 2015 una proposta di esperimento per lo studio dei sistemi: 24Mg + 12,13C presentata
dal Dott. J. Mabiala (post-doc straniero INFN).
Tempo macchina allocato tra Nov/Dic del 2015
RICHIESTA STRAORDINARIA PER MISSIONI
 L’esperimento si inquadra nella campagna sperimentale del
gruppo riguardante lo studio delle proprietà termodinamiche
di nuclei composti leggeri ad energie di eccitazione attorno a
2-3 AMeV.
 In particolare questa misura ci permetterà di testare la
risposta e l’efficienza del rivelatore per reazioni in cinematica
inversa, esattamente la situazione sperimentale che
troveremo con i fasci esotici e leggeri di SPES.
SPES LoI
(Morelli, A. Di Pietro et al.)
- Projectile and Compound Nucleus Decay with light beams
provided by SPES
a
g
b
d
Esperimento NUCL-EX
Attività previste 2015/2016
Attività ai LNL: NUOVE MISURE PREVISTE (II)
Nel 2016, in base alla disponibilità degli acceleratori ( Maggio – Luglio solo TANDEM; Novembre- Dicembre
TANDEM-ALPI), si prevede di presentare al PAC di LNL ulteriori proposte di esperimento:
In particolare, in funzione della disponibilità di
ALPI, lo studio dell’emissione di pre-equilibrio
e di possibili effetti di clustering legati alla
struttura del proiettile al variare dell’energia
incidente sarà riproposto, come suggerito dal
PAC, corroborato dalle analisi in corso sui dati
appena raccolti alle basse energie (7 AMeV).
SPES LoI
(T. Marchi -Pre-equilibrium emission: a
tool to study dynamic effects and clustering structure in
exotic nuclei)
a g
b d
Per le attività con il TANDEM ci sono alcune nuove attività,
anche in preparazione di SPES, che sono in discussione in
collaborazione con il gruppo GAMMA di Milano e l’IFJ PAN di
Cracovia e per aprire una nuova linea di ricerca sulla fisica
degli stati unbound.
Vista la valutazione positiva, sarà ripresentato al
PAC il proposal di S.Valdré (interfram).
48Ti+ 40Ca a 12.5 MeV/u
50Ti+ 48Ca a 10.9 MeV/u
Visti gli interessanti risultati ottenuti con la misura
JACOBI vine proposto lo studio di due isotopi del
Molibdeno con un N/Z molto diverso.
Sempre legato ad attività ad ALPI si prevedono
anche proposte con fasci di Rb e/o Sn in
preparazione di SPES.
SPES LoI
(G. Casini - Isospin dynamics and
thermodynamics in n-rich heavy-ion induced reactions)
a g
b d
Esperimento NUCL-EX
Attività previste 2015/2016
Attività ai LNL: INTERVENTI, MANUTENZIONE e UPGRADE APPARATI
Entro la fine del 2015 e durante il 2016, per quanto riguarda l’apparato GARFIELD-RCo, dovranno essere
effettuate alcune operazioni di manutenzione straordinaria e di upgrade:
 Studio di un nuovo sistema di rivelazione a gas con struttura a
camera di BRAGG per il RCo.
 Rinnovo sistema alte tensioni per apparato GARFIELD-RCo.
 Rinnovo sistema monitoraggio fascio con telecamere.
•
•
•
•
•
•
two digitizing channels per board;
ADC: 14bit 120MSPS 12.7ENOB, 11.7 ENOB (input stage)
FPGA for signal memory and real-time processing
DSP for complex processing (semi-gaussian shaper, timing)
Fully compatible with existing VME Mother Board (FAIR)
Input dynamic range from 100mV to 8V with ne control
 Ripristino del sistema di ricircolo del gas, sostituzione dei filtri per
l’ossigeno, controllo/rigenerazione delle valvole di regolazione del
flusso, termostatazione dei sistemi di lettura differenziale della
pressione;
 Sostituzione rivelatori al Silicio del Ring Counter che presentano
problemi di danneggiamento da radiazioni (richiesta LNL-Bo).
 Sviluppo e acquisto di nuovi preamplificatori per i CsI(Tl) del RCo;
acquisto pezzi “spare” e sostituzione pre-amplificatori danneggiati
su GARFIELD (richiesta PD_DTZ).
Programmato primo test sotto fascio delle nuove schede
digitalizzatrici Bo-Fi. Un numero di schede, sufficiente
alla lettura di tutti i canali relativi ai silici del RCo, sono
state prodotte dalla ditta Link Engineering s.r.l. e testate
dalla Sezione di Firenze.
Esperimento NUCL-EX
Studio fattibilità active target
ACTAR Demonstrator
ACTAR Portability:
We intend to build a portable device to exploit the possibilities offered at the various radioactive ion
beam facilities in Europe and elsewhere.
This has an impact in the design of the detector: we have selected a configuration that does not
include a magnetic field and that could serve to confine the particles within the gas volume. Instead,
we will utilize auxiliary charged-particle detectors placed in order to optimize the dynamic range for
the events of interest.
In adition, the GET electronics are designed to reach a high level of portability & integration with
several types of auxiliary detectors through the incorporation of a time-stamped event building.
Micro-megas technology for the
amplification region : low cost 5€/cm
Gas Electron Multipliers: GEM
The ACTAR TPC collaboration is actually composed by:
Centre d’Etudes Nucleaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), France
Grand Accelerateur National d’Ions Lourds (GANIL), France
Institut de Physique Nucleaire d’Orsay (IPNO), France
Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l’Univers (IRFU), France
University of Leuven (KUL), Belgium
Universidade de Santiago de Compostela (USC), Santiago, Spain
Esperimento NUCL-EX
active target: attività 2015
8-12 June 2015 Hoyle State via
12C(a,a’)
Bacchus
He:C4H10 90:10
12C
beam
Charge Projection
Run 30 Event 265:
6 particles
2015: ACTAR collaboration meeting 18-20 Nov GANIL
Time Projection
2016: ACTAR demostrator test @GANIL
Esperimento NUCL-EX
 Richiesta di presentare al
Meeting ACTAR di novembre
la programmazione di un
possibile test a LNL in vista di
SPES
 Partecipazione a esperimenti
proposti dalla collaborazione
internazionale a GANIL e/o
ISOLDE
 Possibile duplicazione del
rivelatore per SPES (costi e
fattibilità non complessa per la
duplicazione) per le attività
della collaborazione
internazionale @SPES  con
geometria adeguata ai fasci
SPES.
Feb 2015: MagicTin Project approved by UE (MSC Action)
TOMMASO MARCHI
→ 134Sn(d,p)135Sn @ SPES
→ preliminary test: 120Sn(d,p)121Sn @ LNL
ALPI
SPES
POSSIBILE SCHEDULA
active target: attività 2016-2019
SPES LoI
132Sn
1) R. Raabe - Shell structure in the vicinity of
with an active target.
2) A. Di Pietro - Study of cluster states using the Resonance Scattering Method.
a
b
g
d
Esperimento NUCL-EX
Milestones 2016
Descrizione MILESTONES
Completamento
SPES: Presentazione di almeno una proposta al PAC di LNL
31-07-2016
SPES: Report su analisi preliminare esperimento DELIGHT-2 (16O+12C)
31-07-2016
SPES: Report su analisi preliminare esperimento ACLUST-2
31-07-2016
SPES: Report delle prestazioni sotto fascio delle nuove schede di
digitalizzazione GARFIELD
31-10-2016
SPES: Report su attività ACTAR
31-12-2016
SPES: invio per la pubblicazione di almeno un articolo su dati GARFIELD
31-12-2016
Esperimento NUCL-EX
Capitolo
BO
SJ
SPES
Missioni
Fi
14.0
8.0
5.0
4.0
LNL
SJ
8.0
5.5
6.5
4.5
PD.DTZ
SJ
SJ
5.0
3.0
10.0 7.0
6.5 6.0
94.0
87.0
Inventario
Consumo
2.0
1.0
AltroCons
3.5
3.0
Manutenzioni
2.0
2.0
Apparati
47.0
47.0
Totale
4.0
1.5
NA
68.5
61.0
9.0
8.0
Richieste finanziare 2016
30.0 1.0
30.0 0.5
SJ
3.0
1.5
1.5
1.5
38.0
15.5
6.5
4.5
Gran TOT
SJ
39.0
23.0
0.5
0.0
94.5
87.0
9.0
9.0
21.0
18.5
30.0
10.0
5.0
4.0
TOT
25.0
19.0
64.0
42.0
94.5
87.0
30.0
30.0
51.0
48.5
33.5
13.0
33.5
13.0
2.0
2.0
4.0
4.0
4.0
4.0
24.0
22.0
71.0
69.0
71.0
69.0
133.0 35.0 11.0 7.0
120.5 33.0 7.0 6.0
12.5 1.5
10.5 1.5
263.0 55.0
214.5 49.0
318.0
263.5
BACK SLIDES
Esperimento NUCL-EX
Esperimento ACLUST: pre-equilibrio e clustering
 Calibrazioni terminate
 Proceeding di conferenza
(risultati preliminari)
 Tesi magistrale M.Cicerchia
Univ. Federico II Napoli
 Tuning del modello GEMINI++
𝟏𝟔
𝑶 + 𝟔𝟓𝑪𝒖
Analisi 2014/2015
𝟏𝟗
𝑭 + 𝟔𝟐𝑵𝒊