MAYA A GASEOUS ACTIVE TARGET 7th International Conference on Position Sensitive Detectors Liverpool September 15th 2005 C.E. Demonchy a , W. Mittig a , H. Savajols a , P. Roussel-Chomaz a , M. Chartier b , B. Jurado a , L. Giot a , D. Cortina-Gil c , M. Caamaño c , G. Ter- Arkopian d , A. Fomichev d , A. Rodin d , M.S. Golovkov d , S. Stepantsov d , A. Gillibert e , E. Pollacco e , A. Obertelli e , H. Wang a a GANIL, France b University of Liverpool, UK c Universidade de Santiago de Compostela, Spain d FLNR/JINR, Russia e C.E.A./D.S.M./D.A.P.N.I.A./S. Ph N. Saclay, France
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MAYA A GASEOUS ACTIVE TARGET
7th International Conference on Position Sensitive Detectors Liverpool September 15th 2005
C.E. Demonchya, W. Mittiga, H. Savajolsa, P. Roussel-Chomaza, M. Chartierb, B. Juradoa, L. Giota, D. Cortina-Gilc, M. Caamañoc, G. Ter-Arkopiand, A. Fomichevd, A. Rodind, M.S. Golovkovd, S. Stepantsovd, A. Gilliberte, E. Pollaccoe,
A. Obertellie, H. Wang a
aGANIL, FrancebUniversity of Liverpool, UK
cUniversidade de Santiago de Compostela, SpaindFLNR/JINR, Russia
eC.E.A./D.S.M./D.A.P.N.I.A./S. Ph N. Saclay, France
Manuel Caamaño Liverpool 9-15-05
MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. INTRO
With the last improvements in production, and on-line accelerationof radioactive beams, exotic beams are now available forexperimentation. We can extend our knowledge to areas away from nuclear stability.
Energies ~ 0.1-10 MeV/nIntensities ~ 103 ppp
Cross sections ~ 10-3 barn
Increasing target thicknesswithout loss of resolution:
ACTIVE TARGETThe detector plays also the role
of target
Manuel Caamaño
MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. LAYOUT
MAYA is essentially an ionization chamber where the filling gas plays also the role of the target :
30 cm26 cm
20 cm
1.5 cm1 cm
5 cm
Frisch grid
proportional wires
segmented cathode 5 mm
CsI wall
~15 kV
35 x 35 hexagonal pads 5 mm side
The pressure can be set up to 3 atm of H2, D2, C4H10, etc…With 1 atm of C4H10 we have ~1022 atoms of H/cm2.
cathode
Liverpool 9-15-05
1 cm Mylar window
Manuel Caamaño
MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. EVENT SIGNALS
MAYA is essentially an ionization chamber where the filling gas plays also the role of the target :
Frisch grid
proportional wires
CsI wall
cathode
Liverpool 9-15-05
the beam may crosses monitoring detectors before Maya, as drift chambers
the projectile makes reaction with an atom of the gas, while the particles ionize the medium
the electrons drift down to the proportional wires, where the signal is amplified
the drift time is measured in each wire t1
tn
Φ
if the ionizing particles leave enough energy, an individual charge is induced in each pad, creating a projected image
of the trajectories
segmented cathode
eventually, scattered
particles leave the gas volume.
They are stopped and
identified in the Si-Csi wall
θ1
Manuel Caamaño
MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. GENERAL ANALISYS
with the charge profile along the trajectories:
the vertex comes from
the crossing point
we extract the end of the trajectory.
the projected range is
calculated.
the trajectories are fitted with the positions of the maxima of charge deposited, corrected with a CoG. We calculate the projected θ angle.
beam
scattered
recoil
with the drift times up to each wire we determine the reaction plane angle Φ, and so the correction for the projected ranges and θ angles.
Φ
we have the θ angles, and for those particles stopping inside, their range, and so their energy.
Liverpool 9-15-05
θ2
Manuel Caamaño
MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. DATA
8He6He
4He
9Li3H
2Hp
Liverpool 9-15-05
Identification with CsI
Identification Range-Charge
3H
2Hp
θ theta (deg)
ener
gía
(M
eV)
And kinematics:
12C(8He,*H)*N
7H
p(8He,8He)p
RANGE (0.1mm) 8He
E S
i (K
eV)
pro
ton
Range resolution
Manuel Caamaño
MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. INTRO
Como la partícula dispersada es la única que vemos dentro de MAYA, extraemos de ella toda la información cinemática.
Calculamos el perfil de energía depositada:
Extraemos el vértice
Extraemos el final de la trayectoria
Calculamos el alcance
proyectado
Ajustamos la trayectoria con las posiciones de los máximos de carga depositada en las celdas, y corregidas con un cálculo de centro de gravedad. Calculamos el ángulo θ proyectado.
θ
haz
dispersado
retroceso
Con el tiempo de deriva calculamos el ángulo Φ del plano de reacción, y la corrección para el alcance y el ángulo θ.
ΦFinalmente tenemos el ángulo θ del ión pesado,su alcance, y su energía.
Pero no podemos identificar el núcleo en cuestión.Liverpool 9-15-05
hay dos cámaras de deriva antes de MAYA para monitorizar el haz cathode
ánodo:área de
amplificación.
muro de detectores de CsI.
el proyectil reacciona con un átomo del gas.
segmentado el producto de retroceso deja suficiente energía para inducir una imágen de su trayectoria en el plano del cátodo.
las partículas ligeras dispersadas no se detienen dentro, y escapan hasta un
muro con 20 detectores de CsI,
donde son detenidas e identificadas.
cátodo segementado
MAYA es esencialmente una cámara de ionización, donde el gas es a su vez el blanco. En nuestro experimento usamos C4H10, a 25, y 30 mbar.
t1
tn
Φmedimos el tiempo de deriva hasta cada hilo de amplificación. El ángulo del plano de reacción se calcula con estos tiempos.
Liverpool 9-15-05
Manuel Caamaño
MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. INTRO
Del análisis de los datos obtenidos de la reacción 8He+12C a 15.4 AMeV, podemos extraer algunas primeras conclusiones:
- MAYA es muy útil a la hora de identificar reacciones de transferencia con baja energía de retroceso.
- Somos capaces de reconstruir la cinemática del canal elástico, aún cuando no está centrado en MAYA.
- El canal del 3H muestra claramente la línea de la cinemática correspondiente a la formación del 7H. Podemos calcular la posición de su nivel fundamental, alrededor de ~0.8 MeV, así como su anchura, ~1.7 MeV. Actualmente también estamos calculando su sección eficaz, que podemos estimar, de forma preliminar, cerca de ~1 mb/sr. En definitiva, hemos confirmado experimentalmente la existencia del 7H, el isótopo de mayor isospín conocido.
