Advanced

Two-body Photodisintegration of ³He

Karlsson, Martin LU (2005)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Atomkärnan byggs upp av protoner (positiv laddning) och neutroner (neutrala). Förutom skillnaden i elektrisk laddning är protonerna och neutronerna relativt snarlika; dom har till exempel nästan samma massa. Ofta kallas protoner och neutroner med ett gemensamt namn för nukleoner.



Kraften som binder samman nukleonerna i en atomkärna benämns kärnkraften. Det finns ett antal olika modeller som beskriver hur kärnkraften fungerar. I en typ av modeller betraktar man kärnkraften som ett resultat av att nukleonerna byter ut mesoner med varandra. Dessa så kallade meson-utbytesströmmar utgörs främst av lätta mesoner varav pionen (den allra lättaste) är den vanligaste. Genom att inkludera... (More)
Popular Abstract in Swedish

Atomkärnan byggs upp av protoner (positiv laddning) och neutroner (neutrala). Förutom skillnaden i elektrisk laddning är protonerna och neutronerna relativt snarlika; dom har till exempel nästan samma massa. Ofta kallas protoner och neutroner med ett gemensamt namn för nukleoner.



Kraften som binder samman nukleonerna i en atomkärna benämns kärnkraften. Det finns ett antal olika modeller som beskriver hur kärnkraften fungerar. I en typ av modeller betraktar man kärnkraften som ett resultat av att nukleonerna byter ut mesoner med varandra. Dessa så kallade meson-utbytesströmmar utgörs främst av lätta mesoner varav pionen (den allra lättaste) är den vanligaste. Genom att inkludera tyngre mesoner och genom att även låta nukleonerna befinna sig i exciterade tillstånd kan dessa modeller göras mer komplexa och på så viss bättre beskriva olika egenskaper hos atomkärnorna.



För att förstå hur kärnkraften fungerar i detalj är det lämpligt att studera atomkärnor med få nukleoner, ty med endast ett fåtal nukleoner blir ekvationerna som beskriver tillstånden betydligt enklare att lösa. En sådan atomkärna är ³He som består av två protoner och en neutron.



I denna avhandling beskrivs ett experiment som utförts på kärnan ³He. Det utnyttjade det acceleratorsystem som finns på det nationella MAX-laboratoriet i Lund. Vid en av delanläggningarna på MAX-lab finns möjlighet att producera fotoner (ljuspartiklar) med en mycket väl bestämd energi, som i detta fallet var 14--32 MeV.



När en foton infaller mot ett strålmål av ³He finns det en liten sannolikhet för att fotonen skall reagera med en atomkärna och därmed bryta upp de bindningar som håller ihop kärnan. En möjlighet vid en sådan så kallad fotodisintegration är att kärnan bryts upp till en proton och en deuteron (proton och neutron). Genom att detektera reaktions produkterna, protoner och deuteroner, i ett detektor system har sannolikheten för fotodisintegrationen bestämts. Denna sannolikhet har jämförts med den som förutsäges av moderna teoretiska beräkningar. Resultaten visar att det råder god överensstämmelse mellan de uppmätta och de beräknade sannolikheterna. (Less)
Abstract
In a series of experiments using the tagged photon facility at MAX-lab located in Lund, Sweden, the two-body photodisintegration of ³He has been investigated in the photon energy range 14--32 MeV. Differential cross sections of the reaction ³He(g,d) have been measured by detecting deuterons and protons in silicon surface barrier detectors. The detectors were configured into four particle identification telescopes located at an angel 90 degrees with respect to the incident photon beam. Utilizing the high energy resolution of the tagging spectrometer and of the silicon detectors, and as a consequence of the over-determined kinematical system, it was possible to discriminate the two-body break-up channel from the three-body break-up channel... (More)
In a series of experiments using the tagged photon facility at MAX-lab located in Lund, Sweden, the two-body photodisintegration of ³He has been investigated in the photon energy range 14--32 MeV. Differential cross sections of the reaction ³He(g,d) have been measured by detecting deuterons and protons in silicon surface barrier detectors. The detectors were configured into four particle identification telescopes located at an angel 90 degrees with respect to the incident photon beam. Utilizing the high energy resolution of the tagging spectrometer and of the silicon detectors, and as a consequence of the over-determined kinematical system, it was possible to discriminate the two-body break-up channel from the three-body break-up channel by the detection of the proton only.



The differential cross sections have been compared to two recent Faddeev calculations. The first, based on the AV18 NN potential and the explicit inclusion of the three-nucleon force Urbana IX; the second, based on the CD-Bonn NN potential and the coupled-channel extension CD-Bonn + Delta. The inclusion of the Delta-isobar results in an effective three-nucleon force. Good agreement between the calculations and the measured cross sections is found. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Professor Dr. Grabmayr, Peter, Universität Tübingen, Germany
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
differential cross sections, three-nucleon forces, MAX-lab, tagged photons, Nuclear physics, Kärnfysik, Fysicumarkivet A:000
pages
148 pages
publisher
Nuclear Physics (Faculty of Science)
defense location
Föreläsningssal B Fysiska Institutionen Professorsgatan 1 Lund
defense date
2005-05-20 10:15
ISBN
91-628-6385-1
language
English
LU publication?
yes
id
94ca6ce0-1a61-44b7-896d-28ead7771524 (old id 25103)
date added to LUP
2007-06-05 10:00:09
date last changed
2016-09-19 08:45:14
@phdthesis{94ca6ce0-1a61-44b7-896d-28ead7771524,
  abstract     = {In a series of experiments using the tagged photon facility at MAX-lab located in Lund, Sweden, the two-body photodisintegration of ³He has been investigated in the photon energy range 14--32 MeV. Differential cross sections of the reaction ³He(g,d) have been measured by detecting deuterons and protons in silicon surface barrier detectors. The detectors were configured into four particle identification telescopes located at an angel 90 degrees with respect to the incident photon beam. Utilizing the high energy resolution of the tagging spectrometer and of the silicon detectors, and as a consequence of the over-determined kinematical system, it was possible to discriminate the two-body break-up channel from the three-body break-up channel by the detection of the proton only.<br/><br>
<br/><br>
The differential cross sections have been compared to two recent Faddeev calculations. The first, based on the AV18 NN potential and the explicit inclusion of the three-nucleon force Urbana IX; the second, based on the CD-Bonn NN potential and the coupled-channel extension CD-Bonn + Delta. The inclusion of the Delta-isobar results in an effective three-nucleon force. Good agreement between the calculations and the measured cross sections is found.},
  author       = {Karlsson, Martin},
  isbn         = {91-628-6385-1},
  keyword      = {differential cross sections,three-nucleon forces,MAX-lab,tagged photons,Nuclear physics,Kärnfysik,Fysicumarkivet A:000},
  language     = {eng},
  pages        = {148},
  publisher    = {Nuclear Physics (Faculty of Science)},
  school       = {Lund University},
  title        = {Two-body Photodisintegration of ³He},
  year         = {2005},
}