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26 P β 缓发双质子关联测量的实验介绍

RIBLL1 合作组会议. 2013.08 兰州. 26 P β 缓发双质子关联测量的实验介绍. Institute of Modern Physics, Shanghai Institute of Applied Physics Chinese Academy of Science Chinese Academy of Science. China Institute of Atomic Energy.

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26 P β 缓发双质子关联测量的实验介绍

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Presentation Transcript

  1. RIBLL1合作组会议 2013.08 兰州 26Pβ缓发双质子关联测量的实验介绍 Institute of Modern Physics, Shanghai Institute of Applied Physics Chinese Academy of Science Chinese Academy of Science China Institute of Atomic Energy 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, J. 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. Ye M. Lv, Y.T. Wang, H. Yu

  2. OUTLINE • Introduction — 2p emission • Our plans：27S and 26P • Experiments 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

  3. 1. Introduction- 2p emssion 基态 轻核：6Be，8C, 12O，16Ne and 19Mg，T1/2<ns 两质子放射性： 45Fe，54Zn，48Ni， T1/2~ms 激发态 通过反应布居: 10C, 14O, 17,18Ne, 28,29S, 27,28P, 94Ag β2p：22Al, 27S, 26P, 31Ar... B. Blank and M. Ploszajczak, Rep. Prog. Phys. 71, 046301 (2008) B. Blank and M.J.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

  4. Two-proton correlations emitted from ground states 1p radioactivity (two-body decay ): only the measured energy and width can be compared with the theoretically calculated value to extract the structure information. 2p radioactivity (three-body decay ): not only the energy and the width but also 2p correlations can be obtained in an independent way, which provide a mutual check. 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. 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

  5. Two-proton correlations emitted from exited states Indirect measurements: kinematic reconstructions nuclear reactions, such as Coulomb excitation, fragmentation reactions or direct reactions complete-kinematics measurements Invariant-mass reconstructions Proton-proton correlations: the opening angle and the relative momentum Direct 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

  6. Studies ofβ2p 1, Berkeley, 1980’s, Helium jet Low statistics, Sequential emission 2. GANIL, Implantation in silicon detectors, 100% detection efficiency No information of 2p correlations 3. ISOLDE/CERN, 31Ar Recently, GANIL/SPIRAL Silicon Cube detector Direct measurements for β2p 中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所

  7. β 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

  8. Mechanism of the β2p emission Sequential 2p Decay Diproton Decay 3-Body Decay 1. Quantum three-body system 2. Pairing correlations 3. 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

  9. New experimental setup : the Silicon Cube 6 DSSSD with 16x16 strips 6 silicon detector behind 192 electronics channels 3 EXOGAM clovers High granularity with 1536 pixels Angular coverage 54% for one proton detection 29% 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

  10. 中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所

  11. 2.Our Plans: β2p of 27S,26P Comparative studies: Direct measurements: 2p energy and angular correlations Mechanism of the β2p emission Studies of β3p 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

  12. β2p 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, 377–380 (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

  13. β2p of 26P E2p Absolute γ-rays observed (keV) intensity (%) in coincidence (keV) 3879 (3) 0.79 (12) 1369 5247 (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

  14. 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 % . • 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。 C. J. Lin et al., Phys. Rev. C 80, 014310 (2009). 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

  15. 28S,27P激发态两质子发射 Complete-kinematics measurements Diproton emission with the branching ratio of 20% for the 2p halo nucleus 28S. Three-body simultaneous decay in phase 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

  16. Study of exotic decay of proton-rich nuclei (Z=20 34Ca,36Ca,37Ca….) Clover T 1 T 2 SD0,1,2 (Silicon detectors, 300 µm) SD3,4 (Silicon detectors, 1500 µm) DSSD (Double sided Silicon Strip Detectors,500 µm, 16 strips ) SD0 Scint1. PPAC1 Scint2. SD1 PPAC2 SD2 DSSD SD3,4 34, 35Ca Clover 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

  17. 3. Experiments of 26P and 25Si the Detector Array for Multi-particle Emission (DAME) Center implantation detector 1 DSSD with a dip angle of 45o (30o ), 60 μm Surrounding detectors 4 DSSD with 16×16, 60, 300,500 μm 2 Ring DSSD, 300 μm silicon 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

  18. New Experimental Setup: DAME the Detector Array for Multi-particle Emission (DAME) Front view Side 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

  19. New Experimental Setup: DAME the Detector Array for Multi-particle Emission (DAME) and Pre-Amp High granularity with 2560 pixels Angular coverage: 66% for one proton detection 20% for two-proton detection 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 中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所

  20. 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

  21. 调束情况 主束：32S16+流强100enA 能量80MeV/u (SFC 32S11+ ) 初级靶：9Be 厚度1588μm 降能片：27Al厚度500μm 狭缝间距：±20mm 注入深度可调（步进电机 控制Al箔厚度，精度5μm, 调节范围0-300μm ） 中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所

  22. 调束情况 中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所

  23. 电子学与实验相关 获取信号 能量信号：42(PPAC)+ 32(SD0-7) + 1672(DSSD) + (24+32)(Ring) = 320 (350) 时间信号：2 (ToF) + 24(SD0-5) + 1672(DSSD) + (24+32)(Ring) = 306(320) ToF: Start: T1, RF Stop: T2, SD 电子学插件    N1568A   15 MSCF-16    10 N568B     6 大功率机箱   6 V785AC      15 V775AC  10     N93B           1     CF8000       6 V560     1 GG8020       3 VME机箱      1 Clover信号、插件 刻度：实验前 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 中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所

  24. 27S,26P, 25Si次级束粒子鉴别 • ΔE , 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

  25. 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

  26. 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

  27. Future plans and Collaborations Future Plans with DAME: 31Ar: β p, β2p, β3p 35Ca: βp, β2p, β3p? Energy and angular correlations between the two protons 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 中国原子能科学研究院 近代物理研究所 应用物理研究所

  28. Thanks!

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