26Pβ缓发双质子关联测量的实验介绍-近代物理研究所.ppt

1、26P缓发双质子关联测量的实验介绍,X. X. Xu, C. J. Lin, L. Yang,P. F. Bao,L. J. Sun, F. Yang, H. Q. Zhang, H. M. Jia, Z. H. Liu, Z. D. Wu,China Institute of Atomic Energy,Institute of Modern Physics, Shanghai Institute of Applied Physics Chinese Academy of Science Chinese Academy of Science,2013.08 兰州,RIBLL1合作组会议,J.

2、 S. Wang, Y. Y. Yang, H. S. Xu, Z. G. Hu,X. H. Yuan, S. L. Jin, J. L. Han, N. T. Zhang, S. Z. Chen, P. Ma, J. B. Ma, Y. H. Zhang, X. W. Ma, G. Q. Xiao,D. Q. Fang, Y. G. Ma, X. G. Cao, Z. Q, Zhang, C. L. Zhou, S. Q. YeM. Lv, Y.T. Wang, H. Yu,OUTLINE,Introduction 2p emissionOur plans：27S and 26PExperi

3、ments of 26P and 25Si,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,1. Introduction- 2p emssion,基态轻核：6Be，8C, 12O，16Ne and 19Mg，T1/2ns两质子放射性： 45Fe，54Zn，48Ni， T1/2ms,激发态通过反应布居: 10C, 14O, 17,18Ne, 28,29S, 27,28P, 94Ag2p：22Al, 27S, 26P, 31Ar.,B. Blank and M. Ploszajczak, Rep. Prog. Phys. 71, 046301 (2008)B. Blank and M.J.

4、G. Borge, Prog. Part. Nucl. Phys. 60, 403(2008)M. Pfutzner, M. Karny, L.V. Grigorenko, and K. Riisager, Rev.Mod. Phys. 84, 567 (2012),中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,Two-proton correlations emitted from ground states,2p radioactivity (three-body decay ): not only the energy and the width but also 2p corr

5、elations can be obtained in an independent way, which provide a mutual check.,1p radioactivity (two-body decay ): only the measured energy and width can be compared with the theoretically calculated value to extract the structure information.,第一次实现45Fe基态两质子发射的能量与角度的关联测量,45Fe, K. Miernik et al., Phys

6、. Rev. Lett. 99, 192501 (2007), 54Zn, P. Ascher et al, Phys. Rev. Lett. 107, 102502 (2011).,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,Two-proton correlations emitted from exited states,Indirect measurements: kinematic reconstructions nuclear reactions, such as Coulomb excitation, fragmentation reactions or direct

7、reactions complete-kinematics measurements Invariant-mass reconstructions Proton-proton correlations: the opening angle and the relative momentumDirect Observation: None!,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,Studies of2p,1, Berkeley, 1980s, Helium jetLow statistics, Sequential emission 2. GANIL, Implantation

8、in silicon detectors, 100% detection efficiencyNo information of 2p correlations3. ISOLDE/CERN, 31Ar,Recently, GANIL/SPIRALSilicon Cube detector Direct measurements for 2p,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所, decay scheme for nuclei near proton-drip line,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,Mechanism of the 2p emissio

9、n,Diproton Decay,3-Body Decay,Sequential 2p Decay,1. Quantum three-body system2. Pairing correlations3. Exotic nuclear structure,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,New experimental setup : the Silicon Cube,6 DSSSD with 16x16 strips 6 silicon detector behind 192 electronics channels 3 EXOGAM clovers,High gra

10、nularity with 1536 pixels Angular coverage54% for one proton detection29% for two-proton detection,I. Matea et al, Nucl. Instr. and Meth. A 607 (2009) 576,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,2.Our Plans: 2p of 27S,26P,Comparative studies:,Direct measurements:2p energy and angular c

11、orrelations,Mechanism of the 2p emissionStudies of 3p emission,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,2p of 27S,E2p Label BR(keV) (%)5315 (60) 2p2 0.4 (2)6270 (50) 2p0 0.7 (3)T1/2 = 15.5(15) ms,Eur. Phys. J. A 12, 377380 (2001),中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,2p of 26P,E2p Absolute -rays observed(keV) intensity (%)

12、in coincidence (keV)3879 (3) 0.79 (12) 13695247 (3) 1.37 (22)T1/2 = 43.7 (6) ms,Eur. Phys. J. A 21, 419-435 (2004),中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,29S，28P激发态两质子发射,对于29S 10.0MeV激发态两质子相对动量在qpp=20MeV/c出现峰值，角关联函数主要集中于小角度区域，最大值为35，结合蒙特卡罗模拟，此时2He集团发射的分支比为29 % .,C. J. Lin et al., Phys. Rev. C 80, 014310 (2009).

13、,奇Z核28P激发态发射两质子的张角与相对动量图谱，从图中显示出在小于17MeV的激发态，两质子主要为级联发射。,X. X. Xu, et al., Phys. Rev. C 81, 054317 (2010).,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,28S,27P激发态两质子发射,Complete-kinematics measurementsDiproton emission with the branching ratio of 20% for the 2p halo nucleus 28S. Three-body simultaneous decay in phase

14、space or two-body sequential emission for the 1p halo nucleus 27P. Dynamical correlations of two protons emitted from high-lying levels originate from 2p halo structure rather than the large deformation.,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,Study of exotic decay of proton-rich nuclei (Z=20 34Ca,36Ca,37Ca.),PP

15、AC2,PPAC1,SD0,Scint2.,DSSD,SD3,4,34, 35Ca,SD2,Scint1.,T 1,SD1,T 2,Clover,Clover,SD0,1,2 (Silicon detectors, 300 m) SD3,4 (Silicon detectors, 1500 m)DSSD (Double sided Silicon Strip Detectors,500 m, 16 strips ),ToF: Start: T1, RF Stop: T2, SD,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,3. Experiments of 26P and 25Si,

16、the Detector Array for Multi-particle Emission (DAME),Center implantation detector1 DSSD with a dip angle of 45o (30o ) , 60 mSurrounding detectors4 DSSD with 1616, 60, 300,500 m2 Ring DSSD, 300 msilicon and clover HPGe detectors behind,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,New Experimental Setup: DAME,the Det

17、ector Array for Multi-particle Emission (DAME),Side view,Front view,Figure courtesy of L. J. Sun.,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,New Experimental Setup: DAME,the Detector Array for Multi-particle Emission (DAME) and Pre-Amp,前放： 共900路，16路一组输入电容不同，上升时间不同，放大倍数可调排针输入输出，兼容性优越输出排线屏蔽,High granularity with 2560

18、 pixels Angular coverage: 66% for one proton detection 20% for two-proton detection,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,靶室安装,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,调束情况,主束：32S16+ 流强100enA 能量80MeV/u (SFC 32S11+ )初级靶：9Be 厚度1588m降能片：27Al厚度500m狭缝间距：20mm注入深度可调（步进电机控制Al箔厚度，精度5m,调节范围0-300m ）,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,调束情况,中国原

19、子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,获取信号能量信号：42(PPAC)+ 32(SD0-7) + 1672(DSSD) + (24+32)(Ring) = 320 (350)时间信号：2 (ToF) + 24(SD0-5) + 1672(DSSD) + (24+32)(Ring) = 306(320)ToF: Start: T1, RF Stop: T2, SD 电子学插件 N1568A 15 MSCF-1610 N568B6大功率机箱 6 V785AC15 V775AC10 N93B1 CF80006 V560 1 GG8020 3 VME机箱 1 Clover信号、插件刻度：实

20、验前 源刻度(三组份，Pu源，能量更低3MeV)，质子等轻粒子在束刻度。法兰测试,电子学与实验相关,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,27S,26P, 25Si次级束粒子鉴别,E , SD0能损信息ToF , 闪烁体探测器测量,27S，纯度 0.1% 26P，纯度 0.5%共 102 ions/sec RIBs,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,能量刻度（三组份）,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,能量刻度（207Bi）,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,Future Plans with DAME:31Ar: p

21、, 2p, 3p35Ca: p, 2p, 3p?,Future plans and Collaborations,Internal Collaborations :RIBLL运行 : 近物所重离子核反应研究组 Clover型HPGe : 近物所原子核结构研究组硅条探测器：应用物理研究所核物理研究室,Internationl Collaborations :三体理论合作：K. Hagino, Tohoku University, Japan L. V. Grigorenko, JINR, Russia,Energy and angular correlations between the two protons,中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所,Thanks!,