MAYA A GASEOUS ACTIVE TARGET

1. MAYA A GASEOUS ACTIVE TARGET 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, France bUniversity of Liverpool, UK cUniversidade de Santiago de Compostela, Spain dFLNR/JINR, Russia eC.E.A./D.S.M./D.A.P.N.I.A./S. Ph N. Saclay, France 7th International Conference on Position Sensitive Detectors Liverpool September 15th 2005

2. MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. INTRO With the last improvements in production, and on-line acceleration of radioactive beams, exotic beams are now available for experimentation. We can extend our knowledge to areas away fromnuclear stability. Energies ~ 0.1-10 MeV/n Intensities ~ 103 ppp Cross sections ~ 10-3 barn Increasing target thickness without loss of resolution: ACTIVE TARGET The detector plays also the role of target Manuel Caamaño Liverpool 9-15-05

3. MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. LAYOUT MAYA is essentially an ionization chamber where the filling gas plays also the role of the target : 30 cm 26 cm 5 cm cathode CsI wall 1 cm Mylar window Frisch grid ~15 kV 20 cm proportional wires 1.5 cm 1 cm segmented cathode 5 mm 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. Manuel Caamaño Liverpool 9-15-05

4. MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. EVENT SIGNALS MAYA is essentially an ionization chamber where the filling gas plays also the role of the target : the projectile makes reaction with an atom of the gas, while the particles ionize the medium the beam may crosses monitoring detectors before Maya, as drift chambers cathode CsI wall eventually, scattered particles leave the gas volume. They are stopped and identified in the Si-Csi wall Frisch grid proportional wires the electrons drift down to the proportional wires, where the signal is amplified segmented cathode if the ionizing particles leave enough energy, an individual charge is induced in each pad, creating a projected image of the trajectories Φ the drift time is measured in each wire tn t1 Manuel Caamaño Liverpool 9-15-05

5. MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. GENERAL ANALISYS the trajectories are fitted with the positions of the maxima of charge deposited, corrected with a CoG. We calculate the projected θ angle. scattered θ2 beam θ1 recoil with the charge profile along the trajectories: 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 the projected range is calculated. the vertex comes from the crossing point we extract the end of the trajectory. we have the θ angles, and for those particles stopping inside, their range, and so their energy. Manuel Caamaño Liverpool 9-15-05

6. MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. DATA Identification with CsI And kinematics: 8He 6He p(8He,8He)p 3H 9Li E Si (KeV) proton 2H 4He p RANGE (0.1mm) 8He Identification Range-Charge Range resolution 7H energía (MeV) p 2H 3H 12C(8He,*H)*N θ theta (deg) Manuel Caamaño Liverpool 9-15-05

8. 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. 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 θproyectado. dispersado haz θ Calculamos el perfil de energía depositada: retroceso Calculamos el alcance proyectado Extraemos el vértice Extraemos el final de la trayectoria Con el tiempo de deriva calculamos el ángulo Φdel plano de reacción, y la corrección para el alcance y el ángulo θ. Φ Finalmente tenemos el ánguloθdel ión pesado, su alcance, y su energía. Pero no podemos identificar el núcleo en cuestión. Manuel Caamaño Liverpool 9-15-05

9. MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. INTRO 30 mb 25 mb & 30 mb energy (MeV) 12C(8He,8He)12C energy (MeV) 25 mb θ theta (deg) θtheta (deg) Manuel Caamaño Liverpool 9-15-05

10. MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. INTRO σ (cuentas) energía (MeV) energía (MeV) θ theta (deg) masa(3H+4n) 12C(8He,7H→3H+4n)13N Breit-Wigner modificada εMAYA ~30 % PRELIMINAR PRELIMINAR dσ/dΩexp~1 mb/sr ERes~0.8 MeV ΓFWHM~1.7 MeV Manuel Caamaño Liverpool 9-15-05

11. MAYA, A GASEOUS ACTIVE TARGET. INTRO 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. el proyectil reacciona con un átomo del gas. hay dos cámaras de deriva antes de MAYA para monitorizar el haz las partículas ligeras dispersadas no se detienen dentro, y escapan hasta un muro con 20 detectores de CsI, donde son detenidas e identificadas. cathode muro de detectores de CsI. ánodo: área de amplificación. cátodo segementado segmentado el producto de retroceso deja suficiente energía para inducir una imágen de su trayectoria en el plano del cátodo. medimos el tiempo de deriva hasta cada hilo de amplificación. El ángulo del plano de reacción se calcula con estos tiempos. Φ tn t1 Manuel Caamaño Liverpool 9-15-05

12. 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. Manuel Caamaño Liverpool 9-15-05