Investigação de reações de espalhamento com feixes radioativos

Resumo

Esse projeto consiste na investigação da estrutura de núcleos leves ricos em nêutrons através de medidas de reações diretas de espalhamento elástico. Núcleos leves ricos em nêutrons tais como 6,8He, 8,9,11Li, 11Be, 12,13B e os isótopos 14,15C são núcleos radioativos com tempo de vida média em torno de dezenas a centenas de milisegundos, sendo que alguns desses núcleos exibem propriedades exóticas e são chamados núcleos exóticos. Com a produção de feixes radioativos com esses núcleos é possível estudar a estrutura bem como propriedades da matéria nuclear através de medidas de reações diretas tais como, espalhamento elástico, inelástico, transferência e quebra (breakup). Medidas de reações diretas induzidas por esses feixes podem trazer subsídios para ampliar nosso conhecimento sobre o limite da existência nuclear, do modelo de camadas, dos novos estados quânticos em núcleos exóticos. Reações induzidas por núcleos exóticos são também particularmente interessantes para se estudar a relação entre estrutura nuclear e mecanismo de reações. Do ponto de vista da astrofísica, núcleos leves ricos em prótons ou em nêutrons têm papel determinante na evolução de vários entes astrofísicos. Eles estão presentes na possível evolução não-homogênea do universo primordial, nos processos explosivos de novas e supernovas, onde ocorrem os processos de captura rápida de nêutrons e prótons, e na evolução de estrelas massivas e gigantes vermelhas. Assim, compreender os efeitos da estrutura desses núcleos em reações diretas e na seção de choque total de reação podem também trazer informações importantes para o entendimento desses processos astrofísicos. Esse trabalho será divido em duas etapas. Numa primeira etapa o bolsista deverá trabalhar no desenvolvimento de novos feixes radioativos leves ricos em nêutrons e em prótons, entre eles, os isótopos radioativos de carbono, 10,14,15C, e o isótopo radioativo 13B. Esses feixes serão produzidos com o sistema RIBRAS (Radioactive Ion Beams in Brasil) instalado no Instituto de Física da USP. A etapa seguinte consiste em investigar reações diretas de espalhamento elástico e inelástico induzidas por alguns desses feixes. Mediremos distribuições angulares de espalhamento elástico dos isótopos radioativos de Carbono, 10,14,15C em alvo de 58Ni. A descrição da seção de choque de espalhamento elástico é bastante sensível ao potencial de interação entre os núcleos projétil e alvo e a estrutura dos núcleos envolvidos. Assim, várias informações sobre raio, densidade e configuração de cluster, acoplamento com o continuo através do breakup e efeito de decaimento no espalhamento elástico poderão ser investigados. Essas medidas vão fazer parte de um estudo sistemático que estamos realizando de espalhamento elástico de feixes radioativos.