memoria de 2009 - Instituto de Estructura de la Materia - Consejo ...

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Soluciones de ecuaciones no lineales acopladas.
Grupo de renormalización de la matriz densidad y diagonalizaciones de gran escala.
Dispersión de Neutrones.
Técnicas calorimétricas.
Medidas de Adsorción.
LABOR INVESTIGADORA:
CARACTERIZACIÓN DE ESTADOS NUCLEARES Y REACCIONES RELEVANTES EN PROCESOS
DE NÚCLEO-SÍNTESIS ESTELAR
A lo largo de los años hemos desarrollado técnicas que nos permiten profundizar sobre los modos de
desintegración de núcleos exóticos y, especialmente, sobre la ruptura de estados no ligados. En la memorias de
2003-2008 informábamos del estudio en cinemática completa de las tres alfas provenientes de niveles de 12 C
poblados a partir de la desintegración + de 12 N y - de 12 B y del estudio de los niveles excitados de baja energía de
9 Be relevantes en el cálculo de la tasa de la reacción 4 He(n,) 9 Be alternativa a la de fusión de triple alfa en
escenario estelares ricos en neutrones. En paralelo hemos estudiado la reacción 10 B+ 3 He cuyos canales a través de
12 C y 9 B nos dan información sobre estados no accesibles a la desintegración beta complementando la información
sobre la estructura de estos núcleos. Este trabajo está basado en experimentos realizados en la línea de Física
Nuclear instalada en el Tandetrón del Centro de Micro Análisis de Materiales (CMAM). Realizamos dos tomas de
datos en Marzo 2008. La metodología utilizada para separar la contribución de los distintos canales se resume en
una publicación técnica (NIM A, 2009). La comparación entre la energía del protón que puebla un estado de 12 C y
las 3 de su desexcitación permite determinar la presencia de desexcitación electromagnética (γ) intermedia. Esta
técnica permite identificar emisiones entre estados no ligados donde la radiación gamma emitida no corresponde a
un pico (Phys. Rev. C 2009). El análisis está muy avanzado y constituye el tema de tesis del becario I3P-CSIC,
Martín Alcorta.
El estudio de partículas cargadas tras la emisión beta es una fuente de información sobre estados excitados y sus
modos de desintegración. En esta línea hemos estudiado la desintegración beta de 11 Li a estados excitados en 11 Be
por encima de los umbrales de los canales 6 He+alfa+n y 2alfa+3n de emisión de partículas. Estos estudios recrean
un proceso en miniatura de una multi-fragmentación. Se realizó un experimento en ISOLDE, CERN, en
septiembre de 2007 para confirmar nuevos canales de ruptura de estados muy excitados en 11 Be que involucran
isótopos de helio. El sistema experimental se mejoró permitiendo medir cinco veces más sucesos en coincidencia
que en experimentos previos. Los nuevos datos confirman la presencia de canales que involucran la emisión
secuencial a través de la resonancia 7 He. La reconstrucción de las trayectorias de las tres partículas involucradas
nos ha permitido identificar un nuevo estado en 11 Be. El estudio de las correlaciones angulares entre las partículas
cargadas emitidas ha permitido determinar el espín y paridad del estado de 18.2 MeV así como del nuevo estado a
16 MeV de energía de excitación en 11 Be ((Phys. Lett 2009). También se ha demostrado que el análisis en
cinemática completa nos permite determinar con fiabilidad el canal de emisión retardado de tritio (Eur. Phys. J.
2009). Este trabajo constituyó el tema de tesis de nuestro becario FPU, Miguel Madurga, que defendió su tesis en
diciembre.
En la misma línea se ha estudiado en ISOLDE (CERN) la desintegración beta de 17 Ne. Este es el isotopo más
ligero del Neón y presenta emisión de protones y partículas alfa tras la desintegración beta. Los estados
intermedios poblados en su desintegración son de gran importancia en el equilibrio estelar tras el proceso CNO.
Para la realización del experimento se utilizó el dispositivo experimental Silicon-Ball consistente en una estructura
semi-esférica de detectores de Silicio de 15 cm de radio. Con dicho dispositivo se pueden utilizar técnicas de
tiempo de vuelo que permitirán distinguir las dos cadenas de desintegración presentes, esto es, la cadena beta-palfa
y la cadena beta-alfa-p. La relación de intensidades de dichas ramas de desintegración así como la población
de los niveles de los diferentes núcleos intermedios ( 17 F, 16 O, 13 N y 12 C) son los principales puntos de interés del
experimento. Se utiliza la Matriz R para la caracterización de los estados involucrados en la desintegración. Este
trabajo junto con el estudio previo realizado sobre los isotopos ligeros de Argon (NIMA 2009 y Phys. Rev. C
aceptado) constituyen el tema de tesis de Ricardo Domínguez Reyes.
La reacción 4 He( 3 He,γ) 7 Be es de gran interés astrofísico y una de las principales fuentes de incertidumbre en la
determinación de la intensidad del flujo de neutrinos solares que resultan de la desintegración del 8 B proveniente
de la reacción 7 Be(p,γ) 8 B. Además la reacción de interés juega un papel fundamental en la determinación de la
abundancia de 7 Li en la naturaleza. La medida de la sección eficaz de dicha reacción, y a partir de ella el factor
astrofísico S 34 (0) constituye por tanto un parámetro de crucial relevancia en los modelos astrofísicos. El
experimento realizado en el CMAM a finales de Noviembre de 2008 tiene por objetivo la determinación de las
secciones eficaces de reacción para energías de laboratorio del haz incidente comprendidas entre los 2.3 y los 5.3
MeV. El 7 Be formado se depositaba en una placa de cobre situada al final de la cámara. Una vez calculados para
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