Nuclear radii and density distributions
- Y. Matsuda
Kyoto University
GCOE Symposium
- Feb. 12 2012 Kyoto University Clock Tower Centennial Hall International Conference Hall
1 2013年2月12日火曜日
Nuclear radii and density distributions Y. Matsuda Kyoto - - PowerPoint PPT Presentation
Nuclear radii and density distributions Y. Matsuda Kyoto University GCOE Symposium Feb. 12 2012 Kyoto University Clock Tower Centennial Hall International Conference Hall 2013 2 12 1 Contents Introduction Proton
Kyoto University
GCOE Symposium
1 2013年2月12日火曜日
2 2013年2月12日火曜日
3 2013年2月12日火曜日
Stable nuclei Charge radius Muonic atom Proton distribution Electron scattering Neutron distribution Proton elastic scattering By unfolding the charge distribution By using the well inferred proton distribution
4 2013年2月12日火曜日
Background: http://www.nscl.msu.edu/~austin/nuclear-astrophysics.pdf
10-20 1 1020 1040
Time after Big Bang [seconds] Temperature [K]
Elementary particles
1020 1010 1 10-10 Hadron Light nuclei
Today
Nucleosynthesis
Big Bang
Stars Nuclear Physics
5 2013年2月12日火曜日
http://www.nishina.riken.go.jp
Projectile Fragmentation In-flight U fission & P.F.
protons neutrons
stable nuclei ~300 nuclei unstable nuclei observed so far ~2700 nuclei drip-lines (limit of existence)(theoretical predictions) ~6000 nuclei magic numbers
6 2013年2月12日火曜日
7 2013年2月12日火曜日
The longest mean free path in nuclei ( 2 fm-1)
101 102 103 10 100 1000 pp pn np
Cross section [mb]
8 2013年2月12日火曜日
F = F S + F V µ
(0) (1) µ F PV q 5 (0)
2M q 5
(1)
2M + F T µ
(0) (1) µ + F A 5 (0) µ (0) 5 (1) (1) µ
/ /
Relativistic Love-Franey model:
F L (q, E c) = i M 2 2E ckc F L
D (q) + F L X (Q)
F L
D (q)
=
j
F L
X (Q)
= ( 1)T
j
B L (j ),L {0 · 1}I j f j (Q) f j (q) = g2
j
q2 + m 2
j
2
j
2
j + q2 2
i g2
j
q2 + m j 2
j
2
F L (pp) = F L (T = 1) F L (pn) = 1 2 F L (T = 0) + F L (T = 1)
L = S, V, PV, T, A
N 0 N 1 N 1 N 0
1 q2 + m 2
q = kc kc g 2 2 + q2L I g 2 2 + q2L I 1kc kc kc kc
Direct
N 0 N 1 N 1 N 0 kc kc kc kc
g 2 2 + Q2 L I 1 Q = kc + kc g 2 2 + Q 2L I 1 Q 2 + m 2Exchange
9 2013年2月12日火曜日
Phenomenological medium modification
N 0 N 1 N 1 N 0
J.Zenihiro et al.,
g2
j
→ g2
j
1 + aj
ρ(r) ρ0
, mj → mj
ρ(r) ρ0
10 2013年2月12日火曜日
Trial density + medium effect Search density + medium effect
d/d (mb/sr)
c.m. (degree)
Ay(116
Sn)
Ay(118
Sn)
Ay(120
Sn)
Ay(122
Sn)
Ay(124
Sn)
c.m. (degree)
S.Terashima et al.,
J.Zenihiro et al.,
11 2013年2月12日火曜日
S.Terashima et al.,
J.Zenihiro et al.,
12 2013年2月12日火曜日
13 2013年2月12日火曜日
1 m RDCup pΔEup SHT NaI(Tl) RPS Beam E1 E14 E7 E8 pΔEdown RDCdown p p
Y X
Solid H2 (SHT) RDC pΔE E material Para H2 Ar+C2H6 Plastic NaI(Tl) effective area φ 30 mm 436 x 436 mm2 440 x 440 mm2 431.8 x 45.72 mm2 thickness 1 mm 69.4 mm 2.53 / 3.09 mm 50.8 mm Resolution 500 μm TOF : 0.1 nsec 0.3 %(80 MeV)
14 2013年2月12日火曜日
1 m RDCup pΔEup SHT NaI(Tl) RPS Beam E1 E14 E7 E8 pΔEdown RDCdown p p
Y X
Solid H2 (SHT) RDC pΔE E material Para H2 Ar+C2H6 Plastic NaI(Tl) effective area φ 30 mm 436 x 436 mm2 440 x 440 mm2 431.8 x 45.72 mm2 thickness 1 mm 69.4 mm 2.53 / 3.09 mm 50.8 mm Resolution 500 μm TOF : 0.1 nsec 0.3 %(80 MeV)
Solid para hydrogen target φ30 mm, 1 mmt
14 2013年2月12日火曜日
1 m RDCup pΔEup SHT NaI(Tl) RPS Beam E1 E14 E7 E8 pΔEdown RDCdown p p
Y X
Solid H2 (SHT) RDC pΔE E material Para H2 Ar+C2H6 Plastic NaI(Tl) effective area φ 30 mm 436 x 436 mm2 440 x 440 mm2 431.8 x 45.72 mm2 thickness 1 mm 69.4 mm 2.53 / 3.09 mm 50.8 mm Resolution 500 μm TOF : 0.1 nsec 0.3 %(80 MeV)
Solid para hydrogen target φ30 mm, 1 mmt Large, thin solid hydrogen target using para-H2,
Scintillating fiber detector for momentum tagging light nuclei at intermediate energies,
14 2013年2月12日火曜日
9C 10C 11C 20O 66Ni 70Ni
A drastic growth of the density distribution with an increase of the neutron number (@NIRS-HIMAC) Equation of state of asymmetric nuclear matter (@GSI)
15 2013年2月12日火曜日
Yoshiko Kanada-En’yo and Hisashi Horiuchi, Progress of Theoretical Physics Supplement, 142 (2001) 205 9C 10C 11C 12C 13C 14C 15C 16C 17C 18C 19C 20C 22C
16 2013年2月12日火曜日
10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 20 30 40
9C 12C
d/d (mb/sr) c.m. (deg)
Application of our previous work
S.Terashima et al., Phys. Rev. C 77, 024317 (2008) J.Zenihiro et al.,Phys. Rev. C 82, 044611 (2010) We need to
(1) tune the scattering amplitude with scattering for a nearby N = Z nucleus (2) deduce both proton and neutron density distributions p(9C,p) 280-300 MeV/u
17 2013年2月12日火曜日
10-1 10 0 10 1 10 2 10 3
0.0 0.5 1.0 10 20 30 40 (a) d/d (mb/sr) Ay c.m. (deg) Original MH Modified MH (b)
Phenomenological medium modification
N 0 N 1 N 1 N 0
g2
j
→ g2
j
1 + aj
ρ(r) ρ0
, mj → mj
ρ(r) ρ0
12C(p,p)
Ep=300 MeV
18 2013年2月12日火曜日
i(r) = N i 1 + exp {(r R i)/a i} , i = p, n,
10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 20 30 40
9C 12C
d/d (mb/sr) c.m. (deg) Fit
Deduced rms matter radius, best-fit χ2, and geometry parameters (fm)
r 2
m 1/ 2
2 R p R n ap an 2.43+0 .55
0.28
5.15 3.345 1.647 0.307 0.070 (p, p) I R
9C
2.43+0 .55
0.28 a
2.42(3)
b
2.75(34), 2.71(32) c
9Li
2.44(6) d 2.32(2) b 2.534(25) e
Experimental matter radii (fm) of 9C and 9Li. Two parameter Fermi distribution
a: Preset work b: A. Ozawa et al., Nucl. Phys. A 693, 32 (2001). c: R. E. Warner et al., Phys. Rev. C 74, 014605 (2006). d: A. V. Dobrovolsky et al., Nucl. Phys. A 766, 1 (2006). e: E. Liatard et al., Europhys. Lett. 13, 401 (19900.
19 2013年2月12日火曜日
nuclear radii and density density distributions.
and constructed a Recoil Proton Spectrometer to measure unstable nuclei.
20 2013年2月12日火曜日
9C 10C 11C
@ RCNP, Osaka University @ RIKEN-RIBF
21 2013年2月12日火曜日
9C 10C 11C
14C
RCNP
16C
RIBF
@ RCNP, Osaka University @ RIKEN-RIBF
21 2013年2月12日火曜日
Main collaborators
RIKEN H. Takeda, K. Ozeki, K. Yoneda, K. Tanaka, T. Ichihara, T. Ohnishi Kyoto Univ. T. Murakami RCNP I. Tanihata O. H. Jin Miyazaki Univ. Y. Maeda Tohoku Univ. T. Kobayashi, T. Suda Souel Univ. Y. Sato SAGA HIMAT M. Kanazawa GSI S272 collaborators, M. Takechi
22 2013年2月12日火曜日