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Ricerche in fisica nucleare

Schema di una collisione nucleare I nuclei atomici sono aggregati di fermioni, neutroni e protoni, che interagiscono mediante forze di tipo elettrodebole e forte. Analogamente a quanto avviene in fisica atomica, i nuclei sono organizzati in strutture a strati (cosiddette a shell), ossia diverse proprieta’ quali le energie di legame, le probabilita’ di transizione o le distanze tra i vari livelli energetici quantistici assumono particolari valori quando il numero di protoni o di neutroni e’ pari a certi numeri caratteristici. A differenza pero’ della fisica atomica, il campo medio che tiene assieme i nucleoni e’ generato dai nucleoni stessi, facendo del nucleo uno straordinario laboratorio per lo studio della fisica a molti corpi. Esistono inoltre tipi di interazione, come quella di pairing che accoppia i nucleoni a certe configurazioni di spin, che determina proprieta’ quantistiche uniche in natura. Un’altra caratteristica dei nuclei e’ che i numeri di massa possono variare da poche unita’ (come per esempio per l’elio o il litio) ad alcune centinaia di unita’ (come per l’uranio, ultimo stabile), con diversi valori nel numero di neutroni o protoni. A questa immensa varieta’ sono associate differenti proprieta’ come le vite medie degli stati fondamentali o eccitati, il tipo di decadimento a cui i nuclei sono soggetti (gamma, beta, alfa, fissione). Mediante opportune reazioni nucleari si possono sintetizzare e studiare le proprieta’ anche di nuclei non esistenti in natura, sia dal punto di vista della struttura nucleare che da quello dei meccanismi della reazione. Le classi di esperimenti che vengono effettuati in fisica nucleare sono percio’ estremamente variegate. Si va dallo studio delle proprieta’ dello stato fondamentale, come la massa, i momenti elettrici e magnetici, a quelle di struttura vera e propria, come i livelli energetici eccitati e le probabilita’ di transizione gamma, allo studio delle reazioni nucleari con il parziale o totale riaggregazione dei nuclei collidenti, come le reazioni di trasferimento o di fusione, o la formazione di nuclei attraverso i canali di fissione, break-up o frammentazione del nucleo.

 

 

GAMMA  

GALILEO L'obbietivo è lo studio dei nuclei esotici distanti dalla valle di stabilità, ai limiti di esistenza dei sistemi nucleari, creati in reazioni nucleari indotte da legami stabili o instabili, in collaborazioni internazionali dove i membri del laboratorio hanno un ruolo di rilievo.

Studi

  • Stati ad alto spin
  • Collettività e modello a shell
  • Simmetrie di isospin e mixing di isospin in nuclei con Z =N
  • Spettroscopia lungo la drip line
  • Stabilità di shell ed evoluzione nei nuclei ricchi di neutroni
  • Simmetrie al punto critico
  • Nuova regione di deformazione
  • Misure di vite medie

Rivelatori: GALILEO GAMIPE NEDA TRACE LaBr3 SPIDER PLUNGER

 

PRISMA-FIDES

PRISMA Il meccanismo di reazione si concentra sulle reazioni vicino e sub-barriera di fusione, elastiche, anelastiche e trasfeerimento di multinucleoni, processi di break-up, studi di temperatura nucleare a basse energie.

Studi con PISOLO (reazioni di fusione con nuclei pesanti) and PRISMA (reazioni quasi elastiche)

  • Trasferimento multi nucleoni
  • Superfluidità nucleare (pair transfer)
  • Scattering elastico e anaelastico
  • Fusione vicno e sotto barriera coulombiana

EXOTIC

Studi con EXOTIC (proprietà di nuclei radioattivi leggeri prodotti tramite reazioni secondarie)

  • Reazioni con fasci secondari
  • Scattering quasi elastico
  • Processi di break up

 

NUCLEX

GARFIELD Studi con GARFIELD e FAZIA

  • Multiframmentazione a bassa energia di eccitazione
  • Densità dei livelli nucleari
  • Modi collettivi
  • Struttura a cluster

 

Ricerche nucleari in collaborazione con CERN

I gruppi LNL sono anche coinvolti in importanti attività di fisica nucleare con esperimenti condotti in altri laboratori, ad esempio al CERN. Due esperimenti principali sono:

ALICE progettato per abbinare le caratteristiche dei fasci di piombo a LHC, tramite le collisioni relativistiche di  ioni pesanti si forma un sistema altamente eccitato per studiare un nuovo stato materia chiamato Quark Gluon Plasma (QGP), che è apparso nella fase iniziale dell'universo. LNL è un sito ufficiale Tier-2, quindi dà un importante contributo all' elaborazione del calcolo dell'esperimento.

n_TOF dedicato a misurare sezioni d'urto di neutroni con una risoluzione ad alta energia in una vasta gamma di energie di interesse per l'Astrofisica Nucleare, per le applicazioni di nuove tecnologie per la produzione di energia nucleare e per applicazioni mediche.

 

Coordinatore Locale CSN 3: Enrico Fioretto (email Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. E' necessario abilitare JavaScript per vederlo. )

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