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MASTER THESIS

Several master thesis on nuclear physics, nuclear technologies, biology and chemistry
are available at National Laboratory of Legnaro.


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LAUREA TRIENNALE 

a) Tipo: triennale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo:Effetto tunnel quantistico nella fusione tra ioni pesanti
d) Referenti: A.M. Stefanini, G. Montagnoli
e) Descrizione dell'argomento principale: La probabilità di formazione di nucleo composto (reazione di fusione) in collisioni tra ioni pesanti ad energie prossime alla barriera Coulombiana ha evidenziato molti aspetti interessanti come ad esempio la grande influenza della struttura dei due nuclei coinvolti, sulla probabilità di tunnelling quantistico. Allo studente proponiamo di partecipare all’ esperimento dedicato alla fusione nucleare di 12C+24Mg in cui si misureranno sezioni d’urto ad energie via via più basse rispetto alla barriera. L’esperimento sarà svolto presso l’acceleratore Tandem XTU dei LNL.
f) Periodo di laurea: a partire da giugno 2018

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a) Tipo: triennale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo:
Esiste l'effetto Josephson nelle reazioni nucleari tra ioni pesanti?
d) Referenti: A.M. Stefanini, G. Montagnoli
e) Descrizione dell'argomento principale: Il lavoro di tesi consiste nello studio sperimentale di reazioni tra ioni pesanti. I prodotti di reazione vengono rivelati e identificati in massa, carica ed energia con lo spettrometro magnetico PRISMA. In particolare, le reazioni ove molti nucleoni sono scambiati fra i nuclei interagenti ad energie prossime alla barriera Coulombiana (reazioni "grazing", possibile effetto Josephson) permettono di ricavare importanti informazioni sull’interazione di pairing (accoppiamento) fra nucleoni. L'interazione di pairing è un ingrediente essenziale per la descrizione della struttura nucleare, oltre che un fenomeno studiato in diversi altri campi (ad esempio, la fisica dello stato solido, superfluidità). Nel prossimo futuro è previsto lo studio del sistema 206Pb (proiettile)+ 118Sn (bersaglio). Lo studente parteciperà all'esperimento e all'analisi dei dati raccolti.
f) Periodo di laurea: a partire da giugno 2018

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a) Tipo: triennale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo:
Diffusione elastica tra particelle identiche: ‘’Scattering Mott''
d) Referenti:A.M. Stefanini, G. Montagnoli
e) Descrizione dell'argomento principale: La misura della diffusione elastica di due nuclei identici permette di verificare la loro indistinguibilità e il dualismo onda-particella che è uno dei concetti fondamentali della meccanica quantistica. Inoltre permette di investigare dettagli della struttura dei due nuclei in collisione. L’esperimento verrà realizzato presso l’ acceleratore Tandem XTU utilizzando i sistemi 28Si+28Si e 30Si+30Si. Lo studente parteciperà alla misura e all’analisi dei dati raccolti.
f) Periodo di laurea: a partire da giugno 2018

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a) Tipo: triennale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo: Misura della vita media dello stato fondamentale di nuclei esotici ricchi di neutroni.
d) Referenti: Francesco Recchia
e) Descrizione dell'argomento principale: Lo studente parteciperà all'analisi di un esperimento effettuato presso i laboratori di Riken (Giappone) per lo studio della forma dei nuclei con N=40. Lo studente misurera' la vita media dello stato fondamentale di una serie di nuclei rilevanti per il processo astrofisico r.
f) Periodo di laurea: 2018 per 1 studente

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a) Tipo: triennale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo: Misurazione di un processo di decadimento raro in elettrodinamica quantistica
d) Referenti: Francesco Recchia
e) Descrizione dell'argomento principale: Il decadimento a due gamma da uno stato eccitato di un sistema quantistico è un processo fondamentale al secondo ordine di elettrodinamica quantistica. L'elemento di matrice nucleare per tale processo e' calcolabile con una somma su un grande numero di stati intermedi virtuali che vanno fino ad alta energia nel nucleo d’interesse. Lo stesso procedimento e’ necessario per il calcolo dell'elemento di matrice nucleare del doppio decadimento beta senza neutrini. E' stata recentemente riportata (C.Walz et al. Nature 526, 406 15 October 2015) la misura del decadimento in due gamma in competizione con il decadimento ad un gamma. Tale processo ha un fattore di soppressione di 10^-6 e quindi richiede particolari tecniche di selezione del canale. Lo studente effettuerà una misura pilota che fungerà da test esplorativo per le future misure ad alta statistica programmate per l'apparato Galileo presso i Laboratori Nazionali di Legnaro.
f) Periodo di laurea: 2018 per 1 studente

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a) Tipo: triennale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo: Sviluppo di rivelatori per l’apparato Galileo
d) Referenti: Francesco Recchia
e) Descrizione dell'argomento principale: Il progetto Galileo prevede la costruzione di uno spettrometro gamma basato su rivelatori al germanio ad alta efficienza. Tale spettrometro sara’ l’apparato principale per i fasci radioattivi della facility SPES in costruzione presso i laboratori di Legnaro. I primi fasci di SPES saranno estratti nel 2019 e i rivelatori di Galileo verranno impiegati per lo studio del beta decay di tali fasci. La fase II del progetto Galileo presso i Laboratori Nazionali di Legnaro prevede la costruzione di uno spettrometro gamma a 4pi utilizzando sia i rivelatori al germanio dell’apparato GASP, sia aggiungendo nuovi rivelatori al germanio di tipo cluster tripli con schermo anti-Compton. Tali rivelatori devono essere costruiti e caratterizzati prima di poter essere impiegati per lo studio della struttura nucleare dei nuclei prodotti dalla facility SPES presso i Laboratori Nazionali di Legnaro. Lo studente testera’ i nuovi rivelatori e li caratterizzera’ sia in termini di risoluzione che di efficienza.
f) Periodo di laurea: 2018-2019 per 1 studente

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a) Tipo: triennale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo: Utilizzo di un rivelatore di neutroni per lo studio di reazioni di fusione evaporazione
d) Referenti: Jose Javier Valiente Dobon
e) Descrizione dell'argomento principale: Ai laboratori Nazionali di Legnaro abbiamo costruito un multi-rivelatori gamma al germanio chiamato GALILEO, il quale ci permetterà di selezionare accuratamente i nuclei esotici lontani dalla stabilità prodotti in reazioni di fusione-evaporazione. A questo rivelatore abbiamo accoppiato un rivelatore di neutroni per misurare neutroni veloci emessi nelle reazioni di fusione evaporazione. L’attività dello studente si centrerà nel test di questo rivelatore per neutroni veloci: si studieranno le forme d’impulso e l’informazione contenuta in esse, la sua risoluzione temporale e di discriminazione tra diverse particelle neutre (gamma e neutroni). Finalmente, si farà lo studio di un nucleo prodotto in una reazione di fusione evaporazione utilizzando il rivelatore di neutroni come filtro degli eventi di interesse che hanno emesso un neutrone. Lo studente acquisirà familiarità con l’uso di programmi di alto livello e la conoscenza delle moderne suite di programmazione e simulazione (Root, Geant) per l’analisi dei dati e di trattamento dati per risalire all’informazione fisica.
f) Periodo di laurea: 2018 per 2 studenti

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a) Tipo: triennale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo: Struttura di nuclei esotici lontani dalla stabilità
d) Referenti: Jose Javier Valiente Dobon
e) Descrizione dell'argomento principale:Lo studente sara’ inserito in un gruppo di ricerca che effettua esperimenti sia a Legnaro che nei principali laboratori europei per lo studio di nuclei esotici lontani dalla stabilita’. Parte dell’attivita’ si concentra nello sviluppo di nuove tecnologie nel campo della rivelazione gamma e di particelle cariche e neutre emesse in una reazione nucleari con l’utilizzo di elettronica digitale di nuova generazione. Lo studente partecipera’ all’analisi e alla interpretazione fisica dei dati ottenuti su nuclei esotici ai limiti dello isospin e/o allo studio delle prestazioni di rivelatori di particelle neutre. Ci sono tre temi di ricerca dove lo studente puo’ inserirsi. - Studio delle prestazioni di rivelatori di neutroni in reazioni di fusione-evaporazione. - Isomeri nei nuclei ricchi di neutroni intorno al 208Pb (doppio magico) - Studio della deformazione nucleare mediante misura di vite medie di stati a basso spin. Lo studente acquisirà familiarità con l’uso di programmi di analisi dati e di trattamento dati per risalire all’informazione fisica.
f) Periodo di laurea: 2018 per 1 studente

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a) Tipo: triennale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo: Studio delle distribuzioni angolari e della polarizzazione di radiazione gamma prodotta in reazioni di fusione-evaporazione
d) Referenti: Daniele Mengoni
e) Descrizione dell'argomento principale:Lo studente sarà inserito in un gruppo di ricerca che effettua esperimenti sia ai Laboratori Nazionali di Legnaro (INFN) che nei principali laboratori europei per lo studio di nuclei esotici, lontani dalla stabilita'. Lo studente di occuperà dell'analisi dati di un esperimento di fisica nucleare allo scopo di estrarre informazioni sul carattere della radiazione emessa, in particolare la sua multipolarità. Allo scopo si effettueranno simulazioni Montecarlo che verranno poi confrontate con dati provenienti da sorgente di calibrazione e dati prodotti da esperimenti sotto fascio. Lo studente potrà anche studiare il carattere della radiazione, elettrica/magnetica, analizzando dati ottenuti da cristalli al germanio segmentati dello spettrometro AGATA.
f) Periodo di laurea: 2018 per 1 studente

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a) Tipo: triennale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo: Diffusione elastica di particelle identiche
d) Referenti:A.M. Stefanini, G. Montagnoli
e) Descrizione dell'argomento principale:La misura della diffusione elastica di due nuclei identici permette di verificare la loro indistinguibilità e il dualismo onda-particella che sono concetti fondamentali della meccanica quantistica. Inoltre permette di investigare dettagli della struttura dei due nuclei in collisione. L’esperimento verrà realizzato presso l’ acceleratore Tandem XTU utilizzando i sistemi 46Ti+46Ti e 46Ti+48Ti. Lo studente parteciperà alla misura, all’analisi dei dati raccolti e alla loro interpretazione
f) Periodo di laurea: 2018 per 1 studente

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a) Tipo: triennale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo:Trasferimento multiplo di nucleoni tra ioni pesanti
d) Referenti: A.M. Stefanini, G. Montagnoli
e) Descrizione dell'argomento principale: Il lavoro di tesi consiste nello studio sperimentale di reazioni tra ioni pesanti presso i Laboratori Nazionali di Legnaro, utilizzando lo spettrometro magnetico Prisma per rivelare e identificare i prodotti di reazione. In particolare, le collisioni ove molti nucleoni sono scambiati fra i nuclei interagenti ad energie prossime alla barriera Coulombiana permettono di ricavare importanti informazioni sulla interazione di pairing responsabile della formazione di coppie di nucleoni, analoghe alle coppie di Cooper in fisica dello stato solido. La pairing e`infatti un fenomeno studiato in diversi campi (ad esempio la superfluidita` e l'effetto Josephson) oltre che per la descrizione della struttura nucleare. Nel prossimo futuro e` previsto lo studio del sistema 54Fe(proiettile)+ 92Mo(bersaglio). Lo studente parteciperá all'esperimento e all'analisi dei dati raccolti. Potrá inoltre confrontare i risultati con le previsioni dei modelli esistenti.
f) Periodo di laurea: 2018 per 1 studente

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Elenco completo delle tesi triennali in fisica presso Università di Padova: http://lxdip01.pd.infn.it/ptt/tesi_triennale.html

 


LAUREA MAGISTRALE o SPECIALISTICA

a) Tipo: magistrale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo: L'effetto della superfluidità nelle reazioni tra ioni pesanti
d) Referenti: A.M. Stefanini, G. Montagnoli
e) Descrizione dell'argomento principale: Il lavoro di tesi consiste nello studio sperimentale di reazioni tra ioni pesanti presso i LNL. I prodotti di reazione vengono rivelati e identificati in massa, carica ed energia con lo spettrometro magnetico PRISMA. In particolare, le reazioni ove molti nucleoni sono scambiati fra i nuclei interagenti ad energie prossime alla barriera Coulombiana permettono di ricavare importanti informazioni sulla pairing (accoppiamento) fra nucleoni. L'interazione di pairing è un ingrediente essenziale per la descrizione della struttura nucleare, oltre che un fenomeno studiato in diversi altri campi (ad esempio, la fisica dello stato solido, superfluidità). Nel prossimo futuro è previsto lo studio del sistema 208Pb (fascio) + 118Sn. Lo studente parteciperà all'esperimento e all'analisi dei dati raccolti. Potrà inoltre confrontare i risultati con le previsioni dei modelli esistenti.
f) Periodo di laurea: a partire da giugno 2018

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a) Tipo: magistrale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo: Una camera a ionizzazione veloce per misure di fusione nucleare con i fasci esotici di SPES
d) Referenti: A.M. Stefanini, G. Montagnoli
e) Descrizione dell'argomento principale: La tesi ha come obbiettivo la costruzione di un rivelatore a gas che renda possibile la misura delle reazioni di fusione fra nuclei atomici esotici e ricchi di neutroni che non esistono in natura. Fasci di questi nuclei esotici, prodotti per fissione dell'uranio, verranno selezionati e accelerati dalla facility SPES presso i LNL. Questi fasci saranno indirizzati su bersagli di materiali (stabili) opportunamente scelti, per lo studio del meccanismo della fusione nucleare. Da questi studi ci si aspetta di osservare fenomeni molto diversi, e probabilmente sorprendenti, rispetto a quello che avviene nella fusione di due nuclei stabili con interessanti applicazioni in campo astrofisico e non solo. Elemento caratterizzante della nuova camera a ionizzazione sarà una geometria tale da permettere una frequenza di conteggio ed una efficienza molto elevate. Lo studente dovrà installare il rivelatore e realizzare test con sorgenti e fasci di ioni stabili a bassa intensità. Dovrà quindi analizzare i dati raccolti in maniera critica e propositiva.
f) Periodo di laurea: a partire da giugno 2018

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a) Tipo: magistrale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo:
Sezioni d’urto di fusione tra ioni pesanti ad energie inferiori alla Barriera Coulombiana: effetto tunnel, struttura nucleare ed astrofisica.
d) Referenti: A.M. Stefanini, G. Montagnoli
e) Descrizione dell'argomento principale: La fusione in collisioni tra ioni pesanti ad energie prossime alla barriera Coulombiana ha evidenziato molti aspetti interessanti come la grande influenza della struttura dei due nuclei coinvolti, sulla probabilità di tunnelling quantistico. Allo studente proponiamo di partecipare all’ esperimento che verrà svolto per il sistema 24Mg(fascio) + 12C, presso i LNL. Lo studente analizzerà i dati raccolti per ricavare le sezioni d’urto di fusione, e le confronterà con i modelli attuali che utilizzano calcoli a canali accoppiati. Queste misure permettono di ottenere informazioni dettagliate sull’andamento del potenziale nucleare alle basse energie, i risultati che si ottengono sono rilevanti dal punto di vista dell’astrofisica, poiché le sezioni d’urto determinano i rates delle reazioni nucleari all’interno delle stelle e quindi la durata della loro vita.
f) Periodo di laurea: a partire da giugno 2018

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a) Tipo: magistrale
b) Corso di studi: Fisica
c) Titolo: Nuove tecnologie nella rivelazione di radiazione gamma
d) Referenti: D.R. Napoli, G. Maggioni, S. Carturan
e) Descrizione: Il lavoro di tesi prevede la caratterizzazione con sorgenti gamma, di rivelatori al germanio iperpuro realizzati con l’utilizzo di nuove tecniche di trattamento superficiale.
f) Periodo di laurea: da gennaio 2018 per 1 studente

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a) Tipo: magistrale
b) Corso di studi: Fisica, Chimica, Ingegneria dei Materiali, Scienza dei Materiali
c) Titolo: Studio di trattamenti di passivazione superficiale di rivelatori HPGe
d) Referenti: G. Maggioni, S. Carturan, D.R. Napoli
e) Descrizione: Il lavoro di tesi prevede lo studio di trattamenti chimico-fisici per la passivazione superficiale di cristalli di germanio iperpuro da utilizzare come rivelatori di radiazione gamma. Il tesista si occupera' della realizzazione dei trattamenti e ne studiera' le proprieta' chimico-fisiche.
f) Periodo di laurea: da gennaio 2018 per 1 studente

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a) Tipo: magistrale
b) Corso di studi: Fisica, Ingegneria dei Materiali, Scienza dei Materiali, Chimica
c) Titolo: Sviluppo di trattamenti innovativi di drogaggio di germanio da applicare in rivelatori HPGe
d) Referenti: G. Maggioni, S. Carturan
e) Descrizione dell'argomento principale: Il lavoro di tesi prevede di sviluppare processi innovativi per il drogaggio di germanio iperpuro, finalizzati alla realizzazione di contatti di tipo n e p. Il tesista si occupera' dello sviluppo del processo, realizzando il drogaggio di campioni di germanio e caratterizzandone le proprieta' chimico-fisiche
f) Periodo di laurea: da gennaio 2018 per 1 studente

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a) Tipo: magistrale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo: Studio della struttura nucleare vicino alla chiusura di shell Z=82
d) Referenti: Francesco Recchia
e) Descrizione dell'argomento principale: Le struttura degli stati eccitati di alcuni nuclei atomici e’ interpretabile con modelli che assegnano ad essi una particolare forma. In specifici casi si osserva coesistenza di forma, cioe’ si osserva l’esistenza di stati con energia di eccitazione simile ma con forme diverse. Lo studio della coesistenza di forma apre una finestra sulla forza nucleare. Nel 188Hg esistono due strutture associabili a forme diverse, oblata e prolata. Presso i laboratori nazionali di Legnaro e’ stata effettuata una misura di vite medie degli stati eccitati di questo nucleo, popolato tramite una reazione di fusione ed evaporazione. Lo studente, avendo a disposizione un dataset gia’ calibrato, misurera’ le vite medie per i primi stati eccitati del 188Hg. Questa tesi è in collaborazione con la Technische Universität Darmstadt, Germania. Una parte della tesi verra’ svolta presso l’universita’ di Darmstadt.
f) Periodo di laurea: 2018 per 1 studente

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a) Tipo: magistrale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)
c) Titolo: Sviluppo di rivelatori per l’apparato Galileo
d) Referenti: Francesco Recchia
e) Descrizione dell'argomento principale: Il progetto Galileo prevede la costruzione di uno spettrometro gamma basato su rivelatori al germanio ad alta efficienza. Tale spettrometro sara’ l’apparato principale per i fasci radioattivi della facility SPES in costruzione presso i laboratori di Legnaro. I primi fasci di SPES saranno estratti nel 2019 e i rivelatori di Galileo verranno impiegati per lo studio del beta decay di tali fasci. La fase II del progetto Galileo presso i Laboratori Nazionali di Legnaro prevede la costruzione di uno spettrometro gamma a 4pi utilizzando sia i rivelatori al germanio dell’apparato GASP, sia aggiungendo nuovi rivelatori al germanio di tipo cluster tripli con schermo anti-Compton. Tali rivelatori devono essere costruiti e caratterizzati prima di poter essere impiegati per lo studio della struttura nucleare dei nuclei prodotti dalla facility SPES presso i Laboratori Nazionali di Legnaro. Lo studente testera’ i nuovi rivelatori e li caratterizzera’ sia in termini di risoluzione che di efficienza. Inoltre lo studente sviluppera’ un algoritmo per la compensazione della raccolta di carica parziale in rivelatori che abbiano subito un danneggiamento da radiazione.
f) Periodo di laurea: 2018 per 1 studente

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a) Tipo: magistrale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)

c) Titolo: Two-photon decay process in quantum electrodynamics with AGATA
d) Referenti: Jose Javier Valiente Dobon
e) Descrizione dell'argomento principale: The two-photon decay process is a second order process in quantum electrodynamics (QED). In the nuclear case, this means that an excited nuclear state simultaneously emits two gamma-ray energy-quanta of continuous energy, with the sum energy of the two gamma rays equalling the energy difference between the initial state and the final state. This second order process gives access to nuclear properties such as electric polarizabilities and magnetic susceptibilities. This double-gamma decay process is formally analogous to 0νββ where in the latter two β particles and in the former two γ quanta appear in their final state and share the total transition energy. Just in 2015 this decay mode has been observed for the first time, competition of the double-gamma nuclear decay (γγ/γ-decay) from a 11/2- isomeric state in 137Ba to its 3/2+ ground state following the beta decay of 137Cs. The student will study how approach this problem experimentally with the state of the art gamma-ray tracking array AGATA with simulations and real data from 137Cs and 60Co sources.
f) Periodo di laurea: 2018 per 1 studente

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a) Tipo: magistrale (sperimentale)
b) Corso di studi: Fisica (percorso di fisica nucleare)

c) Titolo: Nuclear properties disclosed via lifetime measurements
d) Referenti: Jose Javier Valiente Dobon
e) Descrizione dell'argomento principale: The properties of nuclei far away from the valley of stability are of paramount interest to tune different theoretical models. These nuclei can be produced in fusion - evaporation reactions at LNL Legnaro to be studied with the new Galileo gamma-ray array spectrometer. To disentangle the nucleus of interest, gamma-rays are detected in coincidence with light charged particles (alphas and protons). It is also possible to measure the lifetime of an excited state that only exists a few picoseconds. The lifetime measurements of an excited state rely on the Doppler effect. ). The knowledge of the lifetimes of excited levels is a key ingredient to understand the properties of the nucleon-nucleon interaction. The activity of the student will be devoted to the analysis of a recently taken data set, that had as an objective the lifetime of the 112Te neutron-deficient nucleus to disclose its deformation.
f) Periodo di laurea: 2018 per 1 studente

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Elenco completo delle tesi magistrali in fisica presso Università di Padova: http://lxdip01.pd.infn.it/ptt/tesi_specialistica.html

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by F. Borgna (INFN LNL)
Monday, 18 December 2017 from 11:00 to 12:00 at M.B. Ceolin meeting room

Investigation of low-lying collective excitations in Mo-96
by Dr. Eleonora Gregor (University of West Scotland)
Tuesday, 19 December 2017 from 14:30 to 15:30 at LAE meeting room





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