Reaçãoes de interesse astrofísico Motivação Motivação Método do Cavalo de Tróia (THM)...
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Reaçãoes de interesse Reaçãoes de interesse astrofísicoastrofísico
MotivaçãoMotivação Método do Cavalo de Tróia (THM)Método do Cavalo de Tróia (THM) Experiência propostaExperiência proposta CronogramaCronograma
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Trifid Nebula nasa.gov
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MotivaçãoMotivaçãoAstrofísica NuclearAstrofísica Nuclear
Estudar reações nucleares é uma das maneiras de entender a
evolução das estrelas e do universo através do processo da
nucleossíntese. As taxas de reação a baixas
energias são necessárias em vários modelos (nucleossíntese primordial,
evolução estelar, supernovas,...) nos vários processos (canais pp,
ciclos CNO, s, r, p, rp,...)
Fig.1 - Carta de nuclídeos (elementos leves)
3/ 2 0
8 1 ( ) exp EE E dEkTkT
Taxa com que ocorrem as reações de nucleossíntese:
onde µ é a massa reduzida, T é a temperatura do meio, E a energia do C.M. e σ(E) é a seção de choque da reação.
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Canal P-P
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Reações com partículas Reações com partículas carregadascarregadas
1/31 2 61.22effE Z Z T KeV
Barreira CoulombianaA seção de choque σ(E) depende fortemente da energiaAs seções de choque desejadas estão a baixas energias efetivas
onde T6 é a temp. em unidades de 106 K.Extrapolação das seções de choque medidas para baixas energias usando o
fator astrofísicofator astrofísico
onde: 2πη = 31.29 Z1Z2 (µ/E)1/3 E é dado em KeV
T6 = 10 a 5000Eeff/Ec ~ 0.01 a 1onde Ec corresponde a barreira coulombiana da reação.
exp 2S E E E
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Electron Electron ScreeningScreening
Em experimentos diretosAumento da seção de choque a baixas energias
σ exp = σbare f(E) onde f(E) = exp(πηUe/E)
Discrepância entre observações experimentais e modelos teóricos
Métodos indiretos são necessários
Baixas energias + Electron screening
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Trojan Horse Trojan Horse MethodMethod
(Método Indireto)(Método Indireto)
Idéia Idéia Substituir a reação de dois
corpos A + x → C + c
pela reação de rês corpos A + a → C + c + b
Com o cavalo de tróia a = b + x e o espectador b
• Condições cinemáticas especiais : espalhamento
quase livre
• Energia relativa entre A – a acima da bareira
coulombiana
• pequenas energias relativas entre A – x acessíveis
• sem “eletron screening”
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Relação entre as seções de Relação entre as seções de choquechoque
3
2
1 2s
d dKF pdEd d d
KF é um fator cinemático |Ф(ps)| é a distribuição de momento da partícula x no núcleo a
Modelo PWIA (Plane Wave Impulse
Approximation)
Mecânica Quântica++
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Aplicação do Aplicação do THMTHM
Escolher um cavalo de tróia com energia de ligação e distribuição de momentos conhecidos.
A ou a podem ser alvo ou projetil.
Detecção de C e c em ângulos quase livres (quasifree).
Pequena transferência de momento para o espectador b.
Normalização da seção de choque pelos dados diretos em altas energias.
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ExperiênciaExperiênciaEstudo da reaçãoEstudo da reação p ( 10B , α ) 7Be
Através da reação de três corpos: d ( 10B , α 7Be ) n ELAB = (25,..., 30 MeV)
Possíveis reações:d + 10B → 12C QNC = 25.187 MeV
d + 10B → α + 7Be + n Q = -1.078 MeV d + 10B → 11C + n (→ α + 7Be + n) Q = -7.544 MeV
d + 10B → 5He + 7Be (→ α + 7Be + n) Q = 0.894 MeV
d + 10B → 8Be + α (→ α + 7Be + n) Q = -18.898 MeV
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Região angular de interesseRegião angular de interesse
preto – região angular onde existe solução cinemáticavernelho – região angular onde Eneutron < 0.48 MeV (condição quase livre)
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Cálculos cinemáticosCálculos cinemáticos
vernelho – |ps|< 30 MeV/c → Eneutron < 0.48 MeV (condição quase livre)
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E agora ?E agora ? Quem poderá nos defender ?Quem poderá nos defender ?
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DetetorDetetor Não contavam com minha astúcia !!!
Chapolin !!!
Fig. : Câmara de ionização detetor DE (isobutano) e PSD
1 Telescópio E-DE sensível a poisição para
detecção do 7Be entre 7o e 16o
1 Detetor PSD sensível a posição para detecção da
αlpha entre -8o e -28o
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Fig. : Esquema do processamento dos sinais
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CronogramaCronograma
• Sábado (02/04): início da preparação da 15B
• Domingo (03/04): continuação da montagem (se necessário)
• Seg – Sab (04/04-09/04) - Tomada de dados