Óriásrezonanciákkal a neutroncsillagok megismerésében Krasznahorkay Attila ATOMKI
Neutron csillagok kvark csillagok A neutron gazdag atommag neutron bőre A most felfedezett új módszerünk Összefoglalás Jávorkút 2012 2
A légkör áteresztő képessége Galileo Galilei ~1610 Karl Jansky 1930 Jávorkút 2012 3
Jávorkút 2012 4
Jávorkút 2012 5
Jávorkút 2012 6
Röntgen teleszkópok NASA, ESA (1989) Jávorkút 2012 7
Az INTEGRAL műhold gamma teleszkópja 24 Na 2.7 MeV gamma, 125 m, 1-2 fok felbontás Jávorkút 2012 8
Fekete lyukak, a Schwarzschild-sugár Nap: 2.95 km Föld: 8.9 mm Jávorkút 2012 9
Jávorkút 2012 10
Jávorkút 2012 11
A neutron-gazdag maganyag állapotegyenlete (EoS) Jávorkút 2012 12
Jávorkút 2012 13
Jávorkút 2012 14
High density symmetry energy in relativistic heavy ion collisions Observable (qualitative): Pre-equilibrium emission of p, n, light clusters Au+Au 1 AGeV: High densities about 2.5 ρ 0 Relativistic HIC supersaturation density: neutron stars, supernovae, Particle production, π,k Differential and difference of collective flows Few extrapolations, inconsistent with each other, big uncertainties More work necessary on consistency of codes Main example: π - /π + ratio Jávorkút 2012 15
dn N 0 ( y, pt ) = 1+ 2 vn cosn( φ φr ) d ( φ φr ) 2π n 1 V 2 ( y, pt ) = Elliptic flow: competition between in plane (V 2 >0) and out-of-plane ejection (V 2 <0) p 2 x p 2 t High densities: flows p 2 y Y = rapidity p t = transverse momentum UrQMD vs. FOPI data: Au+Au @ 400 A MeV 5.5<b<7.5 fm y z x V 2 Qingfeng Li, J. Phys. G31 1359-1374 (2005) P.Russotto et al., Phys. Lett. B 697 (2011) Jávorkút 2012 16
ASY-EOS S394 experiment @ GSI Darmstadt (Germany) Au+Au @ 400 AMeV ASY-EOS experiment (May 2011) 96 Zr+ 96 Zr @ 400 AMeV possible 1 st phase toward FAIR??? 96 Ru+ 96 Ru @ 400 AMeV (e.g. 132 Sn, 106 Sn beams) ~ 5x10 7 Events for each system Beam Line Krakow array Chimera TofWall MicroBall target Shadow Bar Land (not splitted)
The CHIMERA Detector TARGET 30 Beam 176 1192 Si-CsI(Tl) Telescopes 18 rings in the range 1 θ 30 17 rings in the range 30 θ 176 (sphere) High granularity and efficiency up to 94% 4π 1m 1 Z identification up to beam charge (ΔE-E) Z and A identification by ΔE-E up to Z 9 Z and A identification in CsI up to Z 4 Mass identification with low energy threshold (<0.3 A.MeV) by Time-of-flight Experimental Methods: E(Si)-E(CsI(tl)): CHARGE, ISOTOPES E(Si) TOF(Si) VELOCITY - MASS PULSE SHAPE in CsI(Tl) p,d,t, 3 He, 4 He,. 6,7,.. Li, Z light <5 PS in Silicon detectors (Z,M) Jávorkút 2012 18
A neutronbőr-vastagság ρ(r) neutronok protonok r ( ) 2 2 ρr r dv r Neuronbırvastagság 2 1/ 2 2 1/ 2 R =< r > n < r > p Jávorkút 2012 19
A szimmetria-energia energia pontosítása sa Furnstahl, Nucl. Phys. A706 (2002) 85 Jávorkút 2012 20
A GDRmódszer alapötlete α α γ U ( tr.) R / R p A hatáskeresztmetszetek kiszámítása a GT és SJ modellekkel A. Krasznahorkay et al., PRL (1991) and NP (2004) Jávorkút 2012 21
AzSDR módszer alapötlete ( N r 2 Z r ) 9 S SDR S + SDR = 2 n 2π p B / + = S S < r 2 > 1/ 2 n < r 2 > 1/ 2 p = ασ exp (1 B ) ( N Z ) < r 2N< r 2 > 1/ 2 p 2 > 1/ 2 p A. Krasznahorkay et al., Phys. Rev. Lett. 82 (1999) 3216. Jávorkút 2012 22
Spin-Isospin Resonances and the Neutron Skin of Nuclei (D. Vretenar et al., PRL 91 (2003) 262502.) Jávorkút 2012 23
LAND collaboration A. Klimkiewicz, PRL subm. P. Adrich, PRL 95 (2005) A neutron-gazdag atommagok dipólus gerjesztései 124 Sn 130 Sn 132 Sn neutron bır törzs vibráció Ni68 GANIL (2012 június) Jávorkút 2012 24
AzS408-as kísérlet: egy újfajtagdr módszer Nagyon jól ismert összegszabály az összes stabil atommagra A γ-bomlással koincidenciában mérve a háttér csökkenthető Jávorkút 2012 25
Analóg és anti-analóg állapotok Jávorkút 2012 26
Összegszabályok Jávorkút 2012 27
A (p,n)reakcióinverz kinematikában p( 132 Sn,n) E=600 AMeV Jávorkút 2012 28
A LENA detektor telepítése Jávorkút 2012 29
A Doppler effektus hatása Jávorkút 2012 30
A LaBr 3 detektorok telepítése Thank you for your attention! Jávorkút 2012 31
A γ-sugárzások spektruma koincidenciában mérve a neutronokkal (0.5<E n <4 MeVés 66 o <θ LAB <68 o ) E(GDR) = 15.19 FWHM(GDR)=4.81 Jávorkút 2012 32
Elméleti eredmények Fully self-consistent relativistic proton-neutron quasiparticle random phase approximation (pn- RQRPA) based on the Relativistic Hartree-Bogoliubov model (RHB) [Vretenar & Paar]. density-dependent meson-exchange (DD-ME) interactions Jávorkút 2012 33
Az AGDR erősségének eloszlása az 124 Sn és az 208 Pb atommagokra Jávorkút 2012 34
Jávorkút 2012 35
Az E(AGDR) E(IAS)energiakülönbség érzékenysége a neutronbőr vastagságára Jávorkút 2012 36
Az 124 Sn kísérletileg meghatározott,e(agdr) E(IAS)= 10.9±0.3MeV energiakülönbségének összehasonlítása a neutronbőr vastagság függvényében végzett számítások eredményeivel. Jávorkút 2012 37
Az 208 Pbatommag neutronbőr vastagságára eddig meghatározott értékek összehasonlítása Jávorkút 2012 38
Összefoglalás, következtetések A neutronbőr vastagság mérésére bevezetett új módszerünk nemcsak a stabil magok tanulmányozására, hanem a ritka egzotikus atommagok vizsgálatára alkalmas lesz. GANIL mérés GSI ESR mérés Catania mérés Jávorkút 2012 39