Badania w zakresie fizyki jądrowej i oddziaływań silnych

Projekty/Eksperymenty



I. Badanie oddziaływań jądrowych w obszarze niskich i pośrednich energii

A. Badanie mechanizmu reakcji jądrowych

  1. 1. Badanie mechanizmu reakcji w zderzeniach ciężkich jonów, opracowanie modeli procesów jądrowych, opracowanie nowych metod analizy danych:

    analiza danych z eksperymentów ciężkojonowych:
    • INDRA w GSI, ALADIN w GSI,
    • PISA w FZ Jülich,
    • badanie reakcji spalacji tarcz C, N, O, Fe, Au, Hg wywołanej protonami,
    • współpraca ASY-EOS w GSI, Darmstadt oraz współpraca z ośrodkami w RIKEN, Japonia i MSU w USA - badanie zależności energii symetrii od gęstości.
  2. 2. Badanie struktury jądra i mechanizmu reakcji w zderzeniach lekkich jąder z powłoki p:
    • eksperyment ACCULINA w ZIBJ - badania mechanizmów reakcji jądrowych przy energiach pośrednich oraz struktury jąder egzotycznych,
    • wspólnie z ZIBJ - Dubna, GANIL- Caen - eksperymentalne badanie widm lekkich jąder egzotycznych.

B. Produkcja mezonów w zderzeniach hadronów

  1. 1. Eksperyment GEM w FZ Jülich.
  2. 2. Eksperyment WASA na synchrotronie COSY w FZ Jülich, Niemcy, współpraca z IF UJ - produkcja mezonów w zderzeniach jądrowych; pomiary poświęcone strukturze i oddziaływaniu mezonów.
  3. 3. Poszukiwanie efektów łamania symetrii odwrócenia czasu w rozpadzie swobodnych neutronów (współpraca w Instytucie Paula Scherrera PSI) oraz poprzez pomiar elektrycznego momentu dipolowego protonu w ramach współpracy JEDI w Forschungszentrum, Juelich.
  4. 4. Poszukiwanie efektów działania siły 3-ciałowej w reakcji „breakup’u” d(p,pp)X. (eksperyment w KVI, Groningen w Holandii).
  5. 5. Poszukiwanie łamania liczby barionowej poprzez pomiar oscylacji neutron-antyneutron na Europejskim Źródle Spalacyjnym ESS w Lund.
  6. 6. Badanie korelacji kwantowych ultrarelatywistycznych elektronów w stanie splątanym.
  7. 7. Badanie produkcji hiperonów oraz rozpadów elektromagnetycznych dla energii dostępnych na akceleratorze SIS18/FAIR z wykorzystaniem nowego detektora trakującego w eksperymencie HADES@GSI.

Prace aparaturowe

  1. 8. Rozwój metod identyfikacyjnych w oparciu o analizę cyfrowego kształtu impulsu, opracowanie oprogramowania do akwizycji i analizy danych (współprace: ASY-EOS w GSI oraz R3B@FAIR).
  2. 9. Budowa i testy detektorów oraz rozwój systemów zbierania danych opartych o cyfrową analizę sygnałów dla układu pomiarowego PANDA na akceleratorze FAIR.

Zakład Reakcji Jądrowych i Procesów Hadronowych (NZ24)
Zakład Teorii Silnych Oddziaływań i Układów Wielu Ciał (NZ21)



II. Ewolucja własności jąder w funkcji temperatury, spinu i izospinu

  1. 1. Badanie wysokospinowych stanów wzbudzonych w izotopach Sc i Ca, związanych ze wzbudzeniem rdzenia 48Ca i identyfikacja nowych izomerów w izotopach ołowiu w pobliżu podwójnie magicznego jądra 208Pb.
  2. 2. Badanie statystycznych własności w rozpadzie stanu izomerycznego 49/2+ w jądrze 147Gd.
  3. 3. Pomiary spektroskopowe struktury egzotycznych jąder atomowych na wiązkach relatywistycznych fragmentów w GANIL (Francja) i RIKEN (Japonia), jak i z wiązkami wtórnymi typu ISOL w GANIL, IPN Orsay (Francja) oraz CERN-ISOLDE (Szwajcaria).
  4. 4. Badanie własności gorących jąder atomowych z różnych obszarów masowych metodami dyskretnej spektroskopii gamma oraz poprzez rejestrację rozpadu gamma gigantycznych rezonansów i emisji cząstek naładowanych.
  5. 5. Spektroskopowe badania efektów kolektywnych przy wysokich spinach w jądrach z różnych obszarów masowych przy użyciu spektrometrów promieniowania gamma oraz krakowskiego detektora jąder odrzutu RFD.
  6. 6. Badania eksperymentalne stanów wzbudzonych w jądrach z obszaru podwójnie magicznych rdzeni 132Sn i 208Pb oraz w jądrach bogatych w neutrony z okolicy N=60 i 18O, produkowanych w rozszczepieniu indukowanym zimnymi neutronami, w procesach transferu wielu nukleonów i w reakcjach transferu trytonu indukowanych przez wiązki radioaktywne na tarczy 7Li.
  7. 7. Przygotowanie programu badań z zakresu fizyki jądrowej dla planowanego ośrodka badań materiałowych IFMIF/DONES.

Zakład Struktury Jądra (NZ22)



III. Prace badawczo-rozwojowe nowych technik detekcji dla fizyki jądrowej

  1. 1. Instalacja pomocniczych detektorów cząstek (m.in. detektor jąder odrzutu RFD) w połączeniu ze spektrometrami promieni gamma (AGATA, PARIS, GALILEO, EAGLE) dla eksperymentów na wiązkach jonów (współpraca z GANIL Caen, IPN Orsay i LNL Legnaro, ŚLCJ Warszawa).
  2. 2. Prototypowanie elektroniki dla nowych detektorów scyntylacyjnych (LaBr3) oraz detektorów diamentowych czułych na pozycję; rozwój zintegrowanych systemów detekcyjnych (współpraca z GSI, GANIL, Uniwersytetem w Mediolanie, Uniwersytetem w Huelvie i Uniwersytetem w Walencji).
  3. 3. Projektowanie i budowa segmentowanego detektora scyntylacyjnego do monitoringu wiązek radioaktywnych o wysokim natężeniu (współpraca z GSI-FAIR, Darmstadt).

Zakład Struktury Jądra (NZ22)



IV. Projekt PARIS

Projektowanie i budowa układu do detekcji wysokoenergetycznego promieniowania gamma – PARIS, testy prototypowych detektorów scyntylacyjnych.

Zakład Struktury Jądra (NZ22)



V. Badania z fizyki jądrowej na wiązce protonów cyklotronu Proteus C-235

  1. 1. Poszukiwanie efektów działania siły 3-ciałowej w rozpraszaniu elastycznym i w reakcji „breakup’u” d(p,pp)X i 3He(p,pd)X, z wykorzystaniem detektora BINA.
  2. 2. Badanie kolektywnych wibracji jądra atomowego, wzbudzanych w reakcjach z wiązką protonów, metodami spektroskopii gamma z zastosowaniem układu scyntylatorów HECTOR.
  3. 3. Przeprowadzenie eksperymentów dyskretnej spektroskopii gamma.
  4. 4. Badanie rozpadu rezonansu M4 w jądrze 13C wzbudzanego w reakcji (p,p’); badanie głęboko położonych jądrowych stanów jednocząstkowych w jądrze 11B oraz struktury klastrowej stanu podstawowego jądra 12C za pomocą reakcji (p,2p) i (p,pα).
  5. 5. Prowadzenie testów różnych układów detekcyjnych na wiązce.

Zakład Struktury Jądra (NZ22)
Zakład Reakcji Jądrowych i Procesów Hadronowych (NZ24)



VI. Badanie oddziaływań jądrowych w obszarze wysokich energii

Badanie zderzeń relatywistycznych jąder ołowiu i protonów przy energiach SPS i LHC, prowadzące do uzyskania informacji o gęstej i gorącej materii jądrowej.


I. Eksperyment ALICE na akceleratorze LHC w CERN

II. Eksperyment NA49 na akceleratorze SPS w CERN

II. Eksperyment NA61/SHINE na akceleratorze SPS w CERN


Zakład Ultrarelatywistycznej Fizyki Jądrowej (NZ23)



Projekty w ramach programu UE HORYZONT 2020

Program: INFRA-Detectors for future accelerators
Projekt: "European Nuclear Science and Applications Research 2" (ENSAR2)
Kontrakt nr: 654002 (2016-2020)

Program: INFRADEV- Individual support to ESFRI and other world-class research infrastructures
Projekt: "International Development of gAnil - spirAL2" (IDEAAL)
Kontrakt nr: 730989 (2017-2019)