Attraktive Physik WS 14/15 Experimentelle Kernphysik Arbeitsgruppe Prof. Thorsten Kröll
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- Bella Langenberg
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1 Attraktive Physik WS 14/15 Experimentelle Kernphysik Arbeitsgruppe Prof. Thorsten Kröll Kernspektroskopie - Exotische Kerne - Evolution der magischen Zahlen - Oktupolanregungen Kernspektroskopie - elastische Streuung, Coulombanregung, Transfer, Knockout,... - Zerfallsspektroskopie Entwicklung von Detektoren und Analysemethoden
2 GSI und in Zukunft FAIR heute GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 2
3 GSI und in Zukunft FAIR 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 3
4 R 3 B Neue Szintillatormaterialien, z.b. LaBr 3 60 Co-Quelle CALIFA - Kalorimeter für γ-quanten und Protonen Bachelor-Arbeit Corinna Henrich (2011) CsI-Kristalle mit APD-Auslese 10 mm 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 4
5 Beispiel für typisches Experiment Neue magische Zahl N=34 in neutronenreichen Kernen? Auf welchem Orbital sitzen die Valenzneutronen? Neutron-Knockout aus 56 Ti E 500 MeV/A, Intensität = 1/s Neutronenorbitale? 40 GXFP1A: p 1/2 KB3G: f 5/2 ΔL=1 Δx Δp h ? ΔL=3 28 (Z=22) Longitudinalimpuls [MeV/c] 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 5
6 und später FAIR EXL Streuexperimente im Ring ESR gespeicherter Kerne mit einem Gastarget Umfang 108 m 10 6 Umläufe/Sekunde... Recycling exotischer seltener Kerne!!! Hochsegmentierter Si-Detektor Energie und Streuwinkel von Teilchen Teilchenidentifizierung mit Pulsformanalyse UHV-kompatibel Typisches Experiment (2012): 1 H( 56 Ni, 56 Ni) 1 H Z = N = 28 Nukleonenverteilung 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 6
7 doppelt-magisches 56 Ni Proton Gespeicherter Strahl Erstes Reaktionsexperiment mit einem gespeicherten radioaktiven Strahl Doktorarbeiten Mirko von Schmid / Juan Carlos Zamora 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 7
8 Mont Blanc Jura Lac Léman ISOLDE Genève LHC Meyrin campus Jura 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 8
9 Experimente bei REX-ISOLDE MINIBALL Radioaktive Strahlen mit Energien bis 3 MeV/A (ab 2015 bis 4.5 MeV/A bei HIE-ISOLDE) MINIBALL Siliziumdetektor Beams from 2.85 MeV/u IC-Si telescope 24 HPGe-Detektoren Warum muss ich auch die Teilchen messen? 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 9
10 Experimente bei REX-ISOLDE γ-spektroskopie von 128 Cd (Z=48, N=80) 12 Neutronen mehr als letztes stabiles Cd-Isotop... nahe bei r-prozess-kern 130 Cd... Änderung von Schaleneffekten??? Strahintensität 1000/s 128 Cd: Doktorarbeit Sabine Bönig 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 10
11 Transferreaktion: 3 H( 30 Mg, 32 Mg) 1 H T-REX@MINIBALL Siliziumdetektor für N=20 geladene Teilchen Analogon zu Knockout-Reaktionen Winkelverteilung der Protonen Drehimpulsübertrag ΔL Orbital / Spinzuordnung Neutronen oberhalb des N=20 Abschlusses ΔL=0 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 11
12 Birnenförmige Kerne!?! 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 12
13 FATIMA und ILL Institut Laue-Langevin (Grenoble) EXILL - Germaniumdetektoren 143 Nd(n,γ) 144 Nd... Einfangen von kalten Neutronen 235 U(n, Spaltung)... Spektroskopie von Spaltfragmenten FATIMA - Fast TIMing Arrray LaBr 3 -Detektoren 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 13
14 Fast Timing mit FATIMA Direkte Lebensdauermessung von 2 + -Zustand: Zeitdifferenz zwischen Gammaquant bei 484 kev und Gammaquant bei 589 kev (beide in LaBr 3 ) γγγ-koinzidenz: 599 kev in Ge UND 482 kev in Ge UND 484 kev in LaBr 3 Analyse: Tania Ilieva 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 14
15 andere Laboratorien MLL München ELI-NP Rumänien RIKEN (Japan) JYFL (Finnland) NSCL/MSU (USA) 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 15
16 BSc-Arbeiten der letzten Jahre Multihit-Rekonstruktion für CALIFA Lucas Lutz (BSc, 2013) Oktupolzustände in 144 Nd über die 143 Nd(n,γ)-Reaktion Oliver Kaleja (BSc, 2013) Time and Energy Resolution of a LaBr 3 (Ce) scintillator coupled to Si-APDs Ilja Homm (BSc, 2013) Study of the performance of fast LaBr 3 (Ce) and CeBr 3 scintillation crystals Christian Sürder (BSc, 2013) Linearpolarisation von γ-quanten aus der 143 Nd(n,γ)-Reaktion Mehmet Tezgel (BSc) Lebensdauermessungen in ungeraden Xe-Isotopen mit FATIMA Michael Habib (BSc) Untersuchung von LaBr3(Ce)-Kristallen mit hochenergetischen Photonen Corinna Bieniek (BSc) Monte-Carlo Simulation der CLOVER-Detektoren von EXILL Max Werner (BSc) 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 16
17 Auswahl von angebotenen Themen... eher technische Entwicklungen Entwicklung eines LED-Testsystems für CALIFA Kristallcharakterisierung von CALIFA-Kristallen Test von Szintillationsdetektoren und Ausleseelektronik (Si-PM) Charakterisierung von Si-Streifendetektoren für EXL und T-REX Optimierung eines ladungsempfindlichen Vorverstärkers für Zeitmessungen Programmierung eines 5 GSamp/s CAEN-Digitizers für Pulsformanalyse Monte-Carlo Simulationen von Detektorsystemen Anpassung von Analyseprogramm APCAD für DPM-Daten... eher Datenanalyse Analyse von Lebensdauermessungen mit FATIMA und EXILL am ILL Zerfallsspektroskopie süd-östlich von 100 Sn Es findet sich für (fast) jedes Interesse ein geeignetes Thema 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 17
18 Was bieten wir? Miniforschung Hineinschnuppern in den Forschungsbetrieb der Gruppe während des Semesters oder in der vorlesungsfreien Zeit Bachelor- und Master-Arbeiten Eigenständige Forschungsarbeit; eingebunden in die Arbeitsgruppe Doktorarbeiten in einem interessanten internationalen Umfeld Was erwarten wir? Neugier etwas Neues entdecken oder entwickeln zu wollen Engagement eine Fragestellung lösen zu wollen Teamwork 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 18
19 schauen sie doch mal bei uns vorbei 07. November 2014 Attraktive Physik TU Darmstadt - Institut für Kernphysik Thorsten Kröll 19
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