The high resolution 16O(gamma,pn)14N reaction at MAMI

Abstract

In this work measuremnts of the 16O(g,NN)reactions, performed in 2002 at the MAMI facility in Mainz in collaboration with the Mainz, Glasgow and Edinburgh Universities are presented and discussed. Photon-induced two-nucleon knock-out reactions are very suitable for the study of the different NN interaction mechanisms inside nuclei. The aim of the experiment was to achieve a good enough missing energy resolution to be able to resolve the different final states of the residual nucleus. For this reason new Germanium detectors from Edinburgh University with an high intrinsic energy resolution were used for the detection of charged particles. The neutrons were detected in the Glasgow-Tübingen scintillator bars. The photons are produced via Bremsstrahlung from the electrons accelerated to 855 MeV in the mainzer microtron impinging on a 4 µm thick nickel radiator. The photon energy is indirectly measured from the position of the post-Bremsstrahlung electrons in the Glasgow tagging spectrometer which has an energy resolution of ~2 MeV in the photon energy range 114-792 MeV. In order to reach a higher energy resolution the microscope, a tagging spectrometer with thiner scintillator fibres, was used in the energy range 170-220 MeV. Here a photon energy resolution of 0.6 MeV was achieved. In this work results of the 16O(g,pn)14N reaction are presented. With the energy resolution of the experimental set-up it was not possible to distinguish individual excited states in the residual nucleus but it was possible to distinguish groups of states. The missing momentum distribution for the second and the third excited states combined of 14N are shown.

Das Experiment zur Untersuchung der Reaktion 16O(g,NN)wurde 2002 am MAMI, Mainz, in Kooperation mit den Universitäten Mainz, Glasgow und Edinburgh durchgeführt. Die Untersuchung der beide Reaktionskanäle pn und pp mit reellen Photonen kann weitergehende Einsicht in den komplexen Mechanismus der Nukleon-Nukleon Interaktion bringen. Das Ziel des Experiments war eine hohe Energieauflösung, 2 MeV, zu erreichen, um die Zustände des Restkerns aufzulösen. Um diesen Zweck zu erfüllen, wurden neue hochauflösende Germanium Detektoren der Universität Edinburgh, für den Nachweis geladener Teilchen, eingesetzt in Kombination mit den Glasgow-Tübingen Szintillator-Detektoren'' zum Neutronennachweis. Die Photonen wurden durch Bremsstrahlung erzeugt. Dazu wurde der MAMI Elektronenstrahl (855 MeV) auf eine 4 µm dicke Ni-Folie gerichtet. Die Photonenergie wurde indirekt über die Messung der gestreuten Elektronen im Glasgow tagging Spektrometer'' bestimmt. Die Energieauflösung des Photons im Bereich von 114 bis 792 MeV war 2 MeV. Um die hohe Auflösung zu erreichen, wurde ein zweites tagging Spektrometer, microscope'', das aus dünneren Szintillatoren besteht, für Photonenenergie im Bereich 170-220 MeV angeschaltet. Hier ist die Energieauflösung für das Photon 0.6 MeV. In dieser Arbeit werden Ergebnisse für die 16O(g,pn)14N Reaktion präsentiert. Mit der Energieauflösung dieses Experiments konnten Gruppen von Zuständen des 14N-Kerns unterscheiden werden. Dazu wird die missing momentum Verteilung der angeregten Zustände 3.95 MeV und 7.03 MeV des 14N dargestellt.