Measurements of the isoscalar monopole response in the neutron-rich nucleus 68Ni
Marine VANDEBROUCK
Present address marine.vandebrouck@ganil.fr
COMEX5 – 09/2015
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Measurements of the isoscalar monopole response in the neutron-rich nucleus 68 Ni Introduction Motivations Setup : the active target MAYA Results Conclusion and outlook Marine VANDEBROUCK Present address marine.vandebrouck@ganil.fr COMEX5
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2 ¡
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D.T.Khoa ¡et ¡al. ¡Nucl. ¡Phys ¡A. ¡602 ¡(1996) ¡
4 ¡
EISGMR = r }2KA m < r2 >
K∞=180 ¡MeV ¡ K∞=220 ¡MeV ¡
5 ¡
Surface ¡: ¡2/3 ¡of ¡nucleons ¡in ¡208Pb ¡ SaturaJon ¡density ¡area ¡may ¡not ¡be ¡the ¡most ¡ probed ¡ ¡
6 ¡
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 E (MeV) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 S(E) 68Ni L=0 SLy4 S(E) 30 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 E (MeV) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 S(E) 68Ni L=0 SGII
E [MeV] E [MeV] 7 ¡
68Ni ¡L=0 ¡SLy4 ¡ 68Ni ¡L=0 ¡SGII ¡
8 ¡
68Ni, neutron rich Oxygen and Tin isotopes at GSI, in 26Ne at Riken…
9 ¡
¡
Z = 2 Z = 8 Z = 20 Z = 28 Z = 50 Z = 82 N = 2 N = 8 N = 20 N = 28 N = 50 N = 82 N = 126 Z = N
Nb de neutrons N Nb de protons Z
stable β +/EC β − α fission
45 26Fe 46 26Fe 47 26Fe 48 26Fe 49 26Fe 50 26Fe 51 26Fe 52 26Fe 53 26Fe 54 26Fe 55 26Fe 56 26Fe 57 26Fe 58 26Fe 59 26Fe 60 26Fe 61 26Fe 62 26Fe 63 26Fe 64 26Fe 65 26Fe 66 26Fe 67 26Fe 68 26Fe 69 26Fe 70 26Fe 71 26Fe 72 26Fe 49 27Co 50 27Co 51 27Co 52 27Co 53 27Co 54 27Co 55 27Co 56 27Co 57 27Co 58 27Co 59 27Co 60 27Co 61 27Co 62 27Co 63 27Co 64 27Co 65 27Co 66 27Co 67 27Co 68 27Co 69 27Co 70 27Co 71 27Co 72 27Co 73 27Co 74 27Co 75 27Co 48 28Ni 49 28Ni 50 28Ni 51 28Ni 52 28Ni 53 28Ni 54 28Ni 55 28Ni 56 28Ni 57 28Ni 58 28Ni 59 28Ni 60 28Ni 61 28Ni 62 28Ni 63 28Ni 64 28Ni 65 28Ni 66 28Ni 67 28Ni 68 28Ni 69 28Ni 70 28Ni 71 28Ni 72 28Ni 73 28Ni 74 28Ni 75 28Ni 76 28Ni 77 28Ni 78 28Ni 52 29Cu 53 29Cu 54 29Cu 55 29Cu 56 29Cu 57 29Cu 58 29Cu 59 29Cu 60 29Cu 61 29Cu 62 29Cu 63 29Cu 64 29Cu 65 29Cu 66 29Cu 67 29Cu 68 29Cu 69 29Cu 70 29Cu 71 29Cu 72 29Cu 73 29Cu 74 29Cu 75 29Cu 76 29Cu 77 29Cu 78 29Cu 79 29Cu 80 29Cu 54 30Zn 55 30Zn 56 30Zn 57 30Zn 58 30Zn 59 30Zn 60 30Zn 61 30Zn 62 30Zn 63 30Zn 64 30Zn 65 30Zn 66 30Zn 67 30Zn 68 30Zn 69 30Zn 70 30Zn 71 30Zn 72 30Zn 73 30Zn 74 30Zn 75 30Zn 76 30Zn 77 30Zn 78 30Zn 79 30Zn 80 30Zn 81 30Zn 82 30Zn 83 30Zn
56Ni ¡ 58Ni ¡ 60Ni ¡ 62Ni ¡ 64Ni ¡ 68Ni ¡
Z=28 ¡
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11 ¡
¡68Ni(α,α’)68Ni* ¡ ¡
68Ni(d,d’)68Ni* ¡ ¡
α ionizes the gas
towards the Frisch grid
proportionnal to the amount
wire above
cathode Frisch grid 32 amplification wires 1024 pads
12 ¡
3kV 10kV ¡ 0V ¡ 1200V 2300V ¡
+ + + -‑ ¡
Ions ¡ Electrons ¡
68Ni ¡ ¡
Gas ¡: ¡Helium ¡95% ¡+ ¡CF4 ¡5% ¡ Pressure ¡: ¡0.5 ¡bar ¡ ¡68Ni ¡+ ¡α ¡→ ¡α’ ¡+ ¡68Ni* ¡ Gas ¡: ¡D2 ¡ Pressure ¡: ¡1 ¡bar ¡ ¡68Ni ¡+ ¡d ¡→ ¡d’ ¡+ ¡68Ni* ¡
28 ¡cm ¡ 20 ¡cm ¡ 25 ¡cm ¡
13 ¡
14 ¡
70Zn ¡at ¡62.3 ¡A.MeV ¡
9Be ¡140 ¡μm ¡
68Ni ¡at ¡50 ¡A.MeV ¡
Target ¡ produc)on ¡
9Be ¡140 ¡μm ¡
68Ni ¡50MeV/A ¡
Intensity ¡: ¡104 ¡pps ¡ Purity ¡: ¡75% ¡ 15 ¡
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0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
17 ¡
Distance [mm]
20 40 60 80 100 120 140 160
Charge deposited
1 2 3 4 5 6 7 8
Range2D ¡ θ2D ¡ Range2D ¡
Wire number
14 16 18 20 22 24 26 28
Time wire
98.5 99 99.5 100 100.5 101
beam ¡ recoil ¡ [μs] ¡
¡ ¡ ¡ ¡Φ ¡angle ¡
R e c
s t r u c J
¡
¡ t h e ¡ 3 r d ¡ d i m e n s i
¡
Charges ¡projecJon ¡
SRIM ¡
2 ¡bodies ¡kinemaJcs ¡ laws ¡
17 ¡
proton ! particle beam stop telescope beam
68Ni(d,d’)68Ni* ¡ ¡
¡68Ni(α,α’)68Ni* ¡ ¡
18 ¡
Ni
68
*
CM
Ni
68
*
CM
19 ¡
Ni
68
*
20 ¡
[MeV]
Ni
68
*
E 10 20 30 (c)
CM
200 300 400 500
L = 0 L = 2 L = 0,1,3... Background
(d)
CM
Ni
68
*
E 10 20 (e)
CM
100 200 300 400 [MeV]
Ni
68
*
E (f)
CM
Ni
68
*
E 10 20 30 counts/1MeV (g)
CM
200 300 400
21 ¡ (a1) 12.9 MeV L=0
10
10 1 10
2
10
3
10 (a2) 12.9 MeV L=1 [deg]
CM
10
10 1 10
2
10 (a3) 12.9 MeV L=2 [deg]
CM
4 6 8 10
10
10 1 10
2
10
[deg]
(b)
15.9 MeV L=2
[deg]
CM
4 6 8 10 [mb/sr]
10
10 1 10
2
10
3
10 (c)
21.1 MeV L=0
[deg]
CM
4 6 8 10 [mb/sr]
10
10 1 10
2
10
3
10
12.9 ¡MeV ¡L=0 ¡ 12.9 ¡MeV ¡L=1 ¡ 12.9 ¡MeV ¡L=2 ¡ 15.9 ¡MeV ¡L=2 ¡ 21.1 ¡MeV ¡L=0 ¡
[deg]
CM
4 6 8 10
[arb. units]
10 1 10
2
10
3
10
E*(68Ni) ¡= ¡25 ¡MeV ¡
[deg]
CM
4 6 8 10
[arb. units]
10 1 10
2
10
3
10
[deg]
CM
4 6 8 10
[arb. units]
10 1 10
2
10
3
10
E*(68Ni) ¡= ¡17 ¡MeV ¡ ¡ E*(68Ni) ¡= ¡21 ¡MeV ¡
[deg]
CM
4 6 8 10
[arb. units]
10 1 10
2
10
3
10
E*(68Ni) ¡= ¡13 ¡MeV ¡ 22 ¡
L = 0 L = 1 L = 2 Background
[MeV]
Ni
68
*
E 10 12 14 16 18 20 22 Strength/2MeV [arb. units] 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 L=2 ¡ [MeV]
Ni
68
*
E 10 15 20 25 30 Strength/2MeV [arb. units] 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 L=0 ¡ [MeV]
Ni
68
*
E 10 15 20 25 30 Strength/2MeV [arb. units] 0.5 1 1.5 2 2.5 3
L = 0 :
L = 1 :
L = 2 :
From 23 MeV other multipolarities… 23 ¡
[deg]
CM
4 6 8 10 [mb/sr]
10
10 1 10
2
10
3
10
[MeV]
Ni
68
*
E 10 12 14 16 18 20 22 24 Strength/2MeV [arb. units] 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Centroid ¡(MeV) ¡ FWHM ¡ (MeV) ¡ Resonance ¡1 ¡ 12.7±0.3 ¡ 2.2±0.5 ¡ Resonance ¡2 ¡ 16.5±2.0 ¡ 4.3±2.6 ¡ Resonance ¡3 ¡ 20.9±1.0 ¡ 4.4±0.5 ¡
24 ¡
[deg]
CM
4 6 8 10 [mb/sr]
10
10 1 10
2
10
3
10
(a)
5 10 15 20 25 counts/1MeV 1000 2000 3000
L = 0 L = 2 Background
25 ¡
[MeV]
Ni
68
*
E 10 20 30 counts/1MeV 100 200 300 400 500
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27 ¡
28 ¡
1 ¡IPN ¡Orsay, ¡Université ¡Paris-‑Sud, ¡IN2P3-‑CNRS, ¡F-‑91406 ¡Orsay ¡Cedex, ¡France ¡ 2 ¡LPC ¡Caen, ¡ENSICAEN, ¡Université ¡de ¡Caen, ¡CNRS/IN2P3, ¡F-‑14050 ¡CAEN ¡Cedex, ¡France ¡ 3 ¡RIKEN ¡Nishina ¡Center, ¡2-‑1 ¡Hirosawa, ¡Wako, ¡Saitama ¡351-‑0198, ¡Japan ¡ 4 ¡Universidade ¡de ¡San)ago ¡de ¡Compostela, ¡E-‑15782 ¡SanJago ¡de ¡Compostela, ¡Spain ¡ 5 ¡GANIL, ¡CEA/DSM-‑CNRS/IN2P3, ¡14076 ¡Caen, ¡France ¡ 6 ¡Dipar)mento ¡de ¡Fisica ¡Università ¡degli ¡Studi ¡di ¡Milano ¡and ¡INFN, ¡Sezione ¡di ¡Milano, ¡20133 ¡Milano, ¡Italy ¡ 7 ¡Physics ¡Department, ¡University ¡of ¡Notre-‑Dame, ¡Notre ¡Dame, ¡Indiana ¡46556, ¡USA ¡ 8 ¡KVI-‑CART, ¡University ¡of ¡Groningen, ¡NL-‑9747 ¡AA ¡Groningen, ¡The ¡Netherlands ¡ 9 ¡Na)onal ¡Centre ¡for ¡Nuclear ¡Research ¡ul. ¡Andrzeja ¡Soltana ¡7, ¡05-‑400 ¡Otwock, ¡Poland ¡ 10 ¡NSCL, ¡Michigan ¡State ¡University, ¡East ¡Lansing, ¡Michigan ¡48824-‑1321, ¡USA ¡ 11 ¡IKS, ¡K.U. ¡Leuven, ¡B-‑3001 ¡Leuven, ¡Belgium ¡ 12 ¡CEA-‑Saclay, ¡DSM, ¡F-‑91191 ¡Gif ¡sur ¡Yveye ¡Cedex, ¡France ¡