Ksztalty Jacobiego w jadrach atomowych GDR

1. Adam Maj Pracownia Struktury Jądra NZ II Poszukiwanie „kształtów Jacobiego” w gorących jądrach atomowych Seminarium IFJ PAN 5 maja 2005 [email_address] http://chall.ifj.edu.pl/~maj/My_talks.htm

3. Wstęp – co to są kształty Jacobiego?

4. Rafał Maj, POV-Ray animation Carl Gustav Jacob Jacobi ( 1804-1851) Studiował na uczelniach w Berlinie i Królewcu. Jego prace dotyczyły teorii liczb, funkcji eliptycznych, równań różniczkowych, mechaniki teoretycznej i geometrii różniczkowej. Na jego cześć jeden z wyznaczników macierzy został nazwany jakobianem . Grawitująca i nieściśliwa masa rotująca synchronicznie Jacobi: „ Man muß immer generalisieren” Kształty Jacobiego : Spontaniczne łamanie symetrii - wydłużająca się elipsoida trójosiowa http://gdr.ifj.edu.pl/animation/

5. Czy kształty Jacobiego są realizowane w gwiazdach?

6. Eksperymenty z kroplą cieczy http://web.mit.edu/nnf/people/volkmar/ Kropelki wody A.V.Lebedev et al., New J. Phys . 5 (2003) 57 Krople cieczy ferromagnetycznej w rotującym polu magnetycznym W kroplach cieczy mogą istnieć kształty Jacobiego

7. Jądra atomowe – przewidywania teoretyczne

9. Jądro jest układem kwantowym – czy można się spodziewać takich efektów klasycznych? Jądra można opisywać metodami makroskopowo-mikroskopowymi (Strutinski) E = E MACRO + E MICRO Dla wysokich energii wzbudzenia (gorące jądra) E MICRO jest do zaniedbania – można używać modeli kroplowych Poprawki powłokowe Strutinskiego, pairing Model kroplowy

10. Model kroplowy LSD Pomorskiego i Dudka Parametry dopasowano do ok. 3000 znanych mas i 800 barier

11. Mapa energii potencjalnej E LSD (  ,  ) „ Dysk” „ Cygaro”

12. „ Dysk” „ Cygaro”

13. „ Dysk” „ Cygaro”

14. „ Dysk” „ Cygaro”

15. „ Dysk” „ Cygaro”

16. Rozszczepienie! Model LSD przewiduje przejście Jacobiego w gorącym jądrze 46 Ti dla I>26  „ Dysk” „ Cygaro”

17. Jak mierzyć kształty jąder? – gigantyczny rezonans dipolowy (GDR) Wzór Hilla-Wheelera Model hydrodynamiczny Kolektywne oscylacje neutronów względem protonów Modele mikroskopowe Koherentna superpozycja wielu stanów cząstkowo-dziurowych

18. „ cygaro” (prolate) –  = 0 o „ dysk” (oblate) -   3-osiowość - 60 o >  > 0 o   Kształty funkcji nasilenia GDR dla różnych parametrów  ,  GDR jest znakomitą sondą kształtów gorących jąder

19. Deformacja 46 Ti z obliczeń LSD a widmo GDR GDR dla „kształtów Jacobiego”

20. Gorące jądra: termiczne fluktuacje kształtu, energia swobodna F, entropia S, temperatura T, prawdopodobieństwo F = E - TS „ prolate”         T T F T P ) , ; , ( exp ) , ; , (      

21. N.Dubray, J.Dudek i A.Maj., Acta Phys. Pol . B36 , 1161 (2005) Prawdopodobieństwo kształtu dla 46 Ti Gorące jądra mają efektywny kształt

22. Pomiar rozpadu  GDR w gorących i obracających się jądrach

24. Układ detektorów HECTOR i filtr krotności HELENA HECTOR : 8 dużych (14cm x 18cm) kryształów BaF 2 Czasowa zdolność rozdzielcza <1 ns Energetyczna zdolność rozdzielcza = 11% HELENA : 38 małych kryształów BaF2 Czasowa zdolność rozdzielcza  500 ps

25. 94 MeV 18 O + 28 Si  46 Ti * , l max  30  , E * =80 MeV [MeV] Pierwszy eksperyment: NBI Kopenhaga HECTOR + HELENA A.Maj i inni, Nucl. Phys. A687 , 192 (2001)  GDR A 2 Zliczenia ?

27. Drugi eksperyment: IReS Strasburg HECTOR + EUROBALL + InnerBall + EUCLIDES 105 MeV 18 O + 28 Si  46 Ti* l max  35  , E* = 88 MeV A.Maj i inni, Nucl. Phys. A731 , 319 (2004) A.Maj i inni , Eur. Phys. J . A20 , 165 (2004)

29. Kilka minut z typowego eksperymentu …

30. Eksperymentalna funkcja nasilenia GDR bramkowana przejściami  w jądrach końcowych i wysokimi spinami LSD: I=24 LSD: I=26-36

31. Wpływ szybkiej rotacji na GDR – efekt Coriolisa ( złamanie symetrii odwrócenia czasu ) K. Neerg ård, Phys. Lett. 110B , 7 (1982)  =2.8 (I=30 for A=46)  =0.5   =0

32. Efekt Coriolisa, termiczne fluktuacje

33. Eksperymentalna funkcja nasilenia GDR bramkowana przejściami  w jądrach końcowych i wysokimi spinami Stwierdzono istnienie kształtów Jacobiego w 46 Ti I zaobserwowano (po raz pierwszy) efekt Coriolisa dla GDR I=26-36, efekt Coriolisa, termiczne fluktuacje

34. GDR a schemat poziomów w jądrze końcowym Kształty Jacobiego odgrywają ważną rolę w populowaniu super- (i hiper- ?) deformacji M. Kmiecik et al., Acta Phys. Pol. B36 (2005) 1169 „ sd” / ”nd” M. Lach et al., Eur Phys J . A12, 381 (2001) nd sd

35. Trzeci eksperyment: IReS Strasburg ICARE + BGO M. Brekiesz et al., Acta Phys. Pol. B36 (2005) 1175 M. Brekiesz, Praca doktorska (w przygotowaniu) 10 gazowych komór jonizacyjnych, 18 teleskopów gazowo-krzemowych, 10 potrójnych teleskopów gazowo-krzemowych

36. 144 MeV 27 Al + 19 F  46 Ti* l max  35  , E* = 85 MeV Z=20 Z=19 Z=18 Ti : Z=22

37. Model statystyczny - obliczenia: Jądro sferyczne Jądro zdeformowane:  =0.6 Widma cząstek  sugerują bardzo dużą deformacje jądra 46 Ti Z=18 Z=19 Z=20

38. Podsumowanie Kształty Jacobiego : Spontaniczne łamanie symetrii - wydłużająca się elipsoida trójosiowa W gwiazdach i kroplach cieczy mogą istnieć kształty Jacobiego W jądrach również: Model LSD przewiduje przejście Jacobiego w gorącym jądrze 46 Ti dla I>26  GDR jest znakomitą sondą efektywnych kształtów gorących jąder Stwierdzono istnienie kształtów Jacobiego w 46 Ti (spontaniczne łamanie symetrii) i zaobserwowano, po raz pierwszy, efekt Coriolisa dla GDR (złamanie symetrii odwrócenia czasu) Kształty Jacobiego ogrywają ważną rolę w populowaniu super- (i hiper- ?) deformacji Widma cząstek  sugerują również bardzo dużą deformacje jądra 46 Ti

39. Perspektywy Neutrono-nadmiarowe jądra o 60<A<80 Intensywne wiązki radioaktywne

40. Współpracownicy z Pracowni Struktury Jądra NZ II dr Piotr Bednarczyk dr Maria Kmiecik mgr Monika Brekiesz dr Katarzyna Mazurek Prof. Jan Styczeń dr Witold Męczyński dr Kazimierz Zuber mgr inż. Mirosław Ziębliński dr Jerzy Grębosz Oraz: Mediolan : A. Bracco, F. Camera; Kopenhaga: B. Herskind, Strasburg : J. Dudek, N. Dubray, P. Papka http://chall.ifj.edu.pl/~maj/My_talks.htm [email_address]

41. Całkiem na koniec … Rotująca ściśliwa i lepka elipsoida Jacobi - Grawitująca, nieściśliwa sfera rotująca synchronicznie: Sfera  spłaszczający się dysk  bardzo wydłużone cygaro Sfera  spłaszczający się dysk  spirala Czy takiego efektu można się spodziewać w jądrze ??? Jacobi: „ Man muß immer generalisieren” J.E. Tohline, „The Origin of Binary Stars”, Annual Review of Astronomy & Astrophysics 40 (2002) 349 http://www.phys.lsu.edu/astro/nap98/bf.final.html http://chall.ifj.edu.pl/~maj/My_talks.htm