Search for 22^{22}Na in novae supported by a novel method for measuring femtosecond nuclear lifetimes

Classical novae are thermonuclear explosions in stellar binary systems, and important sources of $^{26}$Al and $^{22}$Na. While gamma rays from the decay of the former radioisotope have been observed throughout the Galaxy, $^{22}$Na remains untraceable. The half-life of $^{22}$Na (2.6 yr) would allow the observation of its 1.275 MeV gamma-ray line from a cosmic source. However, the prediction of such an observation requires good knowledge of the nuclear reactions involved in the production and destruction of this nucleus. The $^{22}$Na($p,\gamma$)$^{23}$Mg reaction remains the only source of large uncertainty about the amount of $^{22}$Na ejected. Its rate is dominated by a single resonance on the short-lived state at 7785.0(7) keV in $^{23}$Mg. In the present work, a combined analysis of particle-particle correlations and velocity-difference profiles is proposed to measure femtosecond nuclear lifetimes. The application of this novel method to the study of the $^{23}$Mg states, combining magnetic and highly-segmented tracking gamma-ray spectrometers, places strong limits on the amount of $^{22}$Na produced in novae, explains its non-observation to date in gamma rays (flux < 2.5x$10^{-4}$ ph/(cm$^2$s)), and constrains its detectability with future space-borne observatories.Comment: 18 pages, 3 figures, 1 tabl

Molécules nucléaires et leurs modes de désexcitation : le cas du 48Cr et de la réaction résonante 24Mg + 24Mg

Le programme de recherche concernant les résonances moléculaires et le système 24Mg + 24Mg, réalisé au Tandem de Legnaro, a pour but l'étude des modes de désexcitation de la résonance reportée dans la littérature à ECM=45,7 MeV avec Jπ=36+ et Г = 170 keV. Le spectromètre de fragments PRISMA associé au détecteur γ CLARA a été utilisé afin d'obtenir l'alimentation ON et OFF résonance des voies inélastiques. J'ai démontré que le flux résonant est observé principalement dans les canaux inélastiques impliquant les membres 0+, 2+ et 4+ de la bande basée sur l'état fondamental de 24Mg. Ceci est en très bon accord avec les prédictions théoriques du modèle moléculaire de Uegaki et Abe. Seul 30 % du flux résonant a été observé dans les voies inélastiques et de transfert, du flux manquant a été étudié et recherché dans les voies de fusion/évaporation à l'aide du multidétecteur γ GASP utilisé pour la détection des γ issus des noyaux résiduels en coïncidence avec la boule de Si EUCLIDES pour la détection des particules légères chargées émises par le noyau composé. Un effet résonant faible a été mis en évidence dans un certain nombre de noyaux résiduels tels que 45Ti, 42Ca et 39K. J'ai également établi un lien entre le dinoyau prolate 48Cr formé par la réaction 24Mg + 24Mg et un noyau 48Cr juste après la transition de forme de Jacobi (de oblate à prolate). Toutefois, du flux manquant reste à découvrir. Je suggère de chercher ce flux dans la résonance géante dipolaire, qui après émission de particules pourrait alimenter des noyaux très déformés. Enfin, je propose de construire un nouveau détecteur de fragments pour rechercher les transitions électromagnétiques entre états résonants.san

Molécules nucléaires et leurs modes de désexcitation : le cas du 48Cr et de la réaction résonante 24Mg + 24Mg

Le programme de recherche concernant les résonances moléculaires et le système 24Mg + 24Mg, réalisé au Tandem de Legnaro, a pour but l'étude des modes de désexcitation de la résonance reportée dans la littérature à ECM=45,7 MeV avec Jp=36+ et = 170 keV. Le spectromètre de fragments PRISMA associé au détecteur g CLARA a été utilisé afin d'obtenir l'alimentation ON et OFF résonance des voies inélastiques. J ai démontré que le flux résonant est observé principalement dans les canaux inélastiques impliquant les membres 0+, 2+ et 4+ de la bande basée sur l'état fondamental de 24Mg. Ceci est en très bon accord avec les prédictions théoriques du modèle moléculaire de Uegaki et Abe. Seul 30 % du flux résonant a été observé dans les voies inélastiques et de transfert, du flux manquant a été étudié et recherché dans les voies de fusion/évaporation à l'aide du multidétecteur g GASP utilisé pour la détection des g issus des noyaux résiduels en coïncidence avec la boule de Si EUCLIDES pour la détection des particules légères chargées émises par le noyau composé. Un effet résonant faible a été mis en évidence dans un certain nombre de noyaux résiduels tels que 45Ti, 42Ca et 39K. J ai également établi un lien entre le dinoyau prolate 48Cr formé par la réaction 24Mg + 24Mg et un noyau 48Cr juste après la transition de forme de Jacobi (de oblate à prolate). Toutefois, du flux manquant reste à découvrir. Je suggère de chercher ce flux dans la résonance géante dipolaire, qui après émission de particules pourrait alimenter des noyaux très déformés. Enfin, je propose de construire un nouveau détecteur de fragments pour rechercher les transitions électromagnétiques entre états résonants.Pas de résum

Molécules nucléaires et leurs modes de désexcitation (Le cas du 48Cr et de la réaction résonante 24Mg + 24Mg)

Le programme de recherche concernant les résonances moléculaires et le système 24Mg + 24Mg, réalisé au Tandem de Legnaro, a pour but l étude des modes de désexcitation de la résonance reportée dans la littérature à ECM=45,7 MeV avec Jp=36+ et = 170 keV. Le spectromètre de fragments PRISMA associé au détecteur g CLARA a été utilisé afin d obtenir l alimentation ON et OFF résonance des voies inélastiques. J ai démontré que le flux résonant est observé principalement dans les canaux inélastiques impliquant les membres 0+, 2+ et 4+ de la bande basée sur l état fondamental de 24Mg. Ceci est en très bon accord avec les prédictions théoriques du modèle moléculaire de Uegaki et Abe. Seul 30 % du flux résonant a été observé dans les voies inélastiques et de transfert, du flux manquant a été étudié et recherché dans les voies de fusion/évaporation à l aide du multidétecteur g GASP utilisé pour la détection des g issus des noyaux résiduels en coïncidence avec la boule de Si EUCLIDES pour la détection des particules légères chargées émises par le noyau composé. Un effet résonant faible a été mis en évidence dans un certain nombre de noyaux résiduels tels que 45Ti, 42Ca et 39K. J ai également établi un lien entre le dinoyau prolate 48Cr formé par la réaction 24Mg + 24Mg et un noyau 48Cr juste après la transition de forme de Jacobi (de oblate à prolate). Toutefois, du flux manquant reste à découvrir. Je suggère de chercher ce flux dans la résonance géante dipolaire, qui après émission de particules pourrait alimenter des noyaux très déformés. Enfin, je propose de construire un nouveau détecteur de fragments pour rechercher les transitions électromagnétiques entre états résonants.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF

B(E2) anomalies in the yrast band of 170Os

Background: The neutron-deficient osmium isotopic chain provides a great laboratory for the study of shape evolution, with the transition from the soft triaxial rotor in 168Os to the well-deformed prolate rotor in 180Os, while shape coexistence appears around N = 96 in 172Os. Therefore, the study of the Os isotopic chain should provide a better understanding of shape changes in nuclei and a detailed scrutiny of nuclear structure calculations. In this paper, the lifetimes of the low-lying yrast states of 170Os have been measured for the first time to investigate the shape evolution with neutron number. Purpose: Lifetimes of excited states in the ground-state band of 170Os are measured to investigate the shape evolution with neutron number in osmium isotopes and compare with state-of-the-art calculations. Methods: The states of interest were populated via the fusion-evaporation reaction 142Nd(32S, 4n) at a bombarding energy of 170 MeV at the ALTO facility from IPN (Orsay, France). Lifetimes of the 2+ 1 and 4+ 1 states in 170Os were measured with the recoil-distance Doppler-shift method using the Orsay universal plunger system. Results: Lifetimes of the two first excited states in 170Os were measured for the first time. A very small B(E2; 4+ 1 → 2+ 1 )/B(E2; 2+ 1 → 0+ 1 ) = 0.38(11) was found, which is very uncharacteristic for collective nuclei. These results were compared to state-of-the-art beyond-mean-field calculations. Conclusions: Although theoretical results give satisfactory results for the energy of the first few excited states in 170Os and the B(E2; 2+ 1 → 0+ 1 ) they fail to reproduce the very small B(E2; 4+ 1 → 2+ 1 ), which remains a puzzle

Heavy-ion test of detectors with conventional and resistive Micromegas used in TPC configuration

International audienceWe have performed tests of Micromegas detector prototypes using the heavy-ion beams from the SIS synchrotron of GSI (Darmstadt, Germany). The beams varied from (12)C(6+) to (179)Au(65+) and from 250 to 1000 MeV per nucleon. We have tested two amplification technologies, conventional and resistive Micromegas, and two construction concepts, bulk-Micromegas and micro-meshes screwed on the PCB. The obtained position resolution below 200 mu m for 5 mm wide strips implies that the bulk resistive Micromegas technology might meet the requirements of the future R3B TPC project. We also developed a fast and very low noise front-end electronics connected directly to the Printed Circuit Board (PCB) of the detector itself. This concept has shown very good performances and robustness

Study of the reaction mechanisms of 136^{136}Xe + p and 136^{136}Xe + 12^{12}C at 1 A GeV with inverse kinematics and large-acceptance detectors

International audienceThe reactions$^{136}$Xe + p and$^{136}$Xe +$^{12}$C have been studied in inverse kinematics at 1 A GeV with the SPALADiN setup at GSI. The detection in coincidence of the final-state charged particles (projectile residues, nuclei of charge $Z \geq 2$ and neutrons was performed with a big-aperture dipole magnet and large-acceptance detectors. This provided an extended coverage of the phase space of decay products of the prefragment formed at the end of the intranuclear cascade. This coincidence measurement, performed on an event-by-event basis permits both an estimate of the excitation energy of the prefragments and a determination of their deexcitation channels. The element production cross sections are compared with existing data and theoretical models. The evolution of observables such as the total multiplicity or the fragment production with the prefragment’s excitation energy is studied for both reactions and compared with models

Lifetime Measurments of Excited States in Neutron-Rich Fission Fragments

Lifetimes of short-lived excited states in a wide range of neutron-rich fission fragments were measured using the recoil distance Doppler shift (RDDS) technique, which was applied to fusion-fission reactions in inverse kinematics for the first time. The fission fragments were identified event-by-event in mass, charge, and atomic number using the VAMOS magnetic spectrometer at GANIL. Gamma rays originating from the fission fragments were measured with the EXOGAM array of Ge Clover detectors around the target position. Using a degrader, the change in the Doppler shift of the gamma ray allows the application of the RDDS method. Details of the experimental technique will be discussed and the status for the ongoing analysis for odd-mass yttrium isotopes will be presented

Search for 22^{22}Na in novae supported by a novel method for measuring femtosecond nuclear lifetimes

Classical novae are thermonuclear explosions in stellar binary systems, and important sources of $^{26}$Al and $^{22}$Na. While γ rays from the decay of the former radioisotope have been observed through-out the Galaxy, $^{22}$Na remains untraceable. The half-life of $^{22}$Na (2.6 yr) would allow the observation of its 1.275 MeV γ-ray line from a cosmic source. However, the prediction of such an observation requires good knowledge of the nuclear reactions involved in the production and destruction of this nucleus. The $^{22}$Na(p, γ)$^{23}$Mg reaction remains the only source of large uncertainty about the amount of $^{22}$Na ejected. Its rate is dominated by a single reso- nance on the short-lived state at 7785.0(7) keV in $^{23}$Mg. In the present work, a combined analysis of particle-particle correlations and velocity-difference profiles is proposed to measure femtosecond nuclear lifetimes. The application of this novel method to the study of the $^{23}$Mg states, combining magnetic and highly-segmented tracking γ -ray spectrometers, places strong limits on the amount of $^{22}$Na produced in novae, explains its non-observation to date in γ rays (flux < 2.5×10$^{-4}$ ph.cm$^{-2}$ s$^{-1}$), and constrains its detectability with future space-borne observatories