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Universita` degli Studi di MilanoIstituto Nazionale di Fisica Nucleare
Struttura Nucleare e Reazioni nucleariEsperimenti e teoria
Ricerca di base (sperimentazione, test modelli teorici…)Sviluppi tecnologiciApplicazioni (Societa`, medicina Nucleare)
http://www.mi.infn.it/~sleoni/TESI
PROBLEMI DI FISICA NUCLEARE SU CUI SI CONCENTRA LA RICERCA
•Struttura nucleare, problemi di interesse astrofisico•Reazioni nucleari tra ioni pesanti per lo studio della materia nucleare
Life-time measurements per il decadimento α e di nuclei piu’ pesanti
R. Bonetti e A. Guglielmetti
Laboratorio Gran Sasso
Nel Sole:L = 2 1039 Mev/sQ = 26.73 MeVR = L/Q = 1038 s-1
In Laboratorio:pbarn < σ < nbarnε ≈10%I ≈ mAρ ≈ µg/cm2
R = εIN/Aρσ
1 evento/mese < R < 1 evento/giorno
È necessario ridurre il fondo a meno di un evento al mese!!!
R. Bonetti e A. Guglielmetti
Astrofisica Nucleare Teorica
•Ruolo dell’interazione di pairing tra nucleoni
•Energia di simmetria nuclearein funzione della temperatura
•Nuclei ricchi di neutroni
P. Pizzocchero R. Broglia et al.
APPARATO SPERIMENTALELe misure si svolgono a Garching (D): le prese dati sono una o due volte l'anno,
con partecipazione anche di eventuali laureandi
http://www.bl.physik.tu-muenchen.de
SPETTROMETRO Q3D
SORGENTE POLARIZZATA
OBIETTIVO E MOTIVAZIONI SCIENTIFICHE
studio di strutture nucleari con tecniche spettroscopiche applicate a processi indotti da fasci di protoni ( polarizzati e non )che comportano il trasferimento di pochi nucleoni.
RIVELATORE di piano focale
Possibilita' di tesi: misure ad alta risoluzione di reazioni (p,t) e (ppol,α). Il lavoro di tesi consiste nella raccolta dati a Garching (Monaco di Baviera) e nell'analisi con modelli teorici con programmi e il sistema di calcolo del Dipartimento. (L. Zetta e P. Guazzoni)
Durata del lavoro di tesi: in media il lavoro di tesi prevede la presenza in laboratorio per circa un anno.
Frammentazione di C e O a Energie tra 10-50 MeV/u
Esperimenti e teoria
Esperimenti presso i Laboratori INFN di Legnaro (Padova) e di Catania
Drift Chambers + Microstrip gas detectors + CsI(Tl) divise in 48 settori
Exp e teoria : E. Gadioli, E. Gadioli Erba, E. Fabrici, M. Cavinato
Misure di sezione d’urto delle reazioni indotte da 12C :
• Uso di fasci di C per la cura dei tumori : • alta ionozzazione ⇒ alta efficacia biologica
• Misure dettagliate di sezioni d’urto relative ai diversi processi di interazione sono necessarie in un ampio intervallo energetico
Dati sperimentali per lo sviluppo modelli necessari per il codice ditrasporto FLUKA per il calcolo della dosefisica e biologica nei vari organi.
E. Gadioli, A. Ottolenghi F. Ballarini, G. Battistoni, A. Ferrari
P. Guazzoni e L. Zetta
I. Iori
Nuclei lontano dalla valle di stabilita’
Struttura Nucleare – Spettroscopia γA.Bracco, N.Blasi, F.Camera, S.Leoni,
B.Million, O.Wieland, M.Pignanelli
EUROBALL – CLARA
Studio della radiazione γda nuclei alto spin/alta energia di eccitazione prodotti in reazioni di fusione tra ioni pesanti
proprietá collettive del nucleo(vibrazioni e rotazioni)
http://www.mi.infn.it/~camera
CopenhagenDanimarca
StrasburgoFrancia
KracoviaPolonia
Chicago, S.FranciscoUSA
Studio Sperimentale della Struttura NucleareReazioni con fasci esotici
Reazioni Nucleari 5 MeV/A → 400 MeV/AReaction cross sectionsCoulomb ExcitationSpins, massesTransfer reactionsγ and particle decay
projectile
v/c ≈ 1-50 %
targetαn
p γ
γ
GSI LaboratoryA. Bracco, F. Camera, B. Million, S. LeoniN. Blasi, M. Pignanelli
Temi di ricerca / Proposte di Tesi in Spettroscopia γTesi: 1 anno, basate su esperimenti recenti, pubblicazioni scientifiche
Risonanza Gigante di Dipolo
stato collettivo nucleare:p e n oscillano
in opposizione di fase(vibrazione)
deformazioneorientamento
Eγ
Rotazione Nuclearead alta temperatura
γEγ
152Dy
Eγ
transizioneordine (T = 0)
caos (nucleo composto)
A. Bracco, F. Camera, B. Million, S. Leoni, N. Blasi, M. Pignanelli
Tra i molti problemi aperti della struttura nucleare:
• quali nuclei esistono
come sistemi legati ?Evoluzione del campo medio nucleare lontano dalla stabilità
• che peculiarità hanno
i sistemi debolmente
legati ? Stati eccitati di particella singola e collettivi in sistemi “esotici”
P. Bortignon, R. Broglia, G. Colo, E. Vigezzi
Vibrazioni nucleari (dipolo, quadrupolo… monopolo ⇔ compressibilità)
Studio mediante teoria della risposta lineare
Evoluzione in sistemi con eccesso neutronico
Eccitazione in reazioni inelastiche
Accoppiamento particella-vibrazioneLe particelle nel campo medio avvertono le fluttuazioni della superficie nucleare
Metodi di teoria di
campo nucleare
P. Bortignon, R. Broglia, G. Colo, E. Vigezzi
Analogie con altri sistemi finiti: aggregati molecolari
Risposta lineare: metodi ab-initio
Aggregati di carbonio: vibrazioni ioniche (fononi), superconduttività
Aggregati metallici: Na8
P. Bortignon, R. Broglia,G. Colo, E. Vigezzi
Nucleo atomico Proteine
Transizione di Fasenormale superfluido
(orbitali caldi: bloccando questi orbitali, transizione di fase)
Transizione di Fasedenaturato nativo(amminoacidi caldi: mutandoquesti, transizione di fase)
Soluzione del problema del protein folding in termini di modellie di calcoli a principi primi.
Disegno di farmaci che agiscono sugli amminoacidi caldi (nonmutabili, e che pertanto non inducono resistenza).
R. A. Broglia & G. Tiana
Sviluppo di tecniche di tracking in rivelatori a stato solido
Rivelatori HpGe segmentati:nuova generazione
rivelatori a stato solido
Principle
Applicazioni
Elettronica digitalePulse shape analysisSimulazioniTracking
Futuri apparati sperimentaliSpettroscopia γ
AGATA (GSI, D)
Medicina: ultra-low radiation (full body scan)
γ-source localization: aereoporti Space exploration
Bracco, F. Camera, B. Million, S. Leoni N. Blasi, M. Pignanelli, O. Wieland
PROSPETTIVEDottorati e ricerca a Milano o presso i laboratori stranieri
Laboratori per la ricerca in Fisica Nucleare nel mondo
Italia, Germania,Francia, Finlandia
Usa, Russia, Giappone
...........
INDUSTRIA e centri di ricercaEsempi IAEAGeneral electric, software companies
• Docenti coinvolti:
Esperimenti Struttura : A. Bracco, F. Camera, S. Leoni, N. Blasi, B. Million and O. Wieland , L. Zetta+ Dottorandi e assegnisti
Esperimenti Reazioni : E. Gadioli, E. Gadioli Erba,
E. Fabrici, M. Cavinato, I. Iori , P. Guazzoni
Teoria : R.A. Broglia, P.F. Bortignon, E. Vigezzi, G. Colò +
+ Assegnisti e dottorandi
Collaborazioni internazionali per teoria ed esperimentiEdificio Lita : 1 e 2 piano