倫倫的小blog

這次去NSCL已經是第三次了，之前都因為儀器故障，導致實驗一直延期。

並不是我的實驗，是我們組的一位研究者 Vandana的實驗，

想簡單的講一下實驗的內容，

跟大家分享些物理，以及些最新的知識，

這篇寫的並不會很難，

不用懂太多的數學、物理，以聽故事的心情就可以讀了。

 好～那就開始吧。

我們組做的是Nuclear physics的，

而這個實驗研究的對象是 Copper (銅 Cu) 的一個同位素，

它有29個質子，26個中子，加起來為55，通常稱 55Cu

55Cu 是不穩定的，也就是說你平常在地球上是找不到的，

只能靠人工的方式產生。

目前，我們只有知道55Cu 很粗略的半衰期，約40 ms (m是只 10^-3的意思)

而且所用來求得半衰期的統計資料非常的少，只有130的events而已。

再者， 55Cu 衰變的方式也很少文獻資料，但他其實是滿重要的。

在Nuclear的 關於有一個結構的理論，叫做Shell model，

那跟atomic physics 中的shell是很相似的。

當中子與質子填滿某個shell時，此時的原子核會非常穩定，

也因此，像1H, 4He,12C, 16O, 在我們的宇宙中都特別的多。

但是56Ni 有點特別，它常出現supernova中，它雖然中子、質子都把shell 填滿了，

但是58Ni的adundance卻是最多的。

由於，55Cu 會經由beta+ decay成 55Ni，

也就是說有個質子轉變成中子。

通常我們可以就由觀察55Ni, 來得出些56Ni的性質。

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那要怎麼做實驗呢，簡單來說，

首先你得有持續的 55Cu當作source。

然後讓55Cu 撞在detector上，紀錄它到達的時間，

然後再紀錄哪55Cu發生decay的時間。

因為decay是種機率的問題，

也就是說55Cu 在 10 ms 會decay, 但也不一定decay, 

我們只能說在10ms會decay的機率有多少。

所以得做上很多次，然後取得統計資料。由統計數據才可以知道半衰期是多少。

ps. 我還有取 gamma-decay的資料，spectrum非常的棒。

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下面我們來談更多的細節吧。

Beam的產生：

通常beam 不會是100 %的pure的，像這次，我們的beam內的成份有

55Cu, 54Ni, and Ta.

Detector的機制：

 其中的Planar Ge dector 前後有不同方向的strip，

它的目的就像是產生xy軸，讓我們知道implant nuclei的位置，

所以我們能分的清楚哪個nuclei在decay.

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decay in chain

由於55Cu的decay方式為：

55Cu -> 55Ni ->55Co

所以並需要考慮到兩個daughter，也就是當fitting 55Cu 半衰期時，

要用的是bateman equation (ref.) 還得考慮到55Ni 的半衰期。