1.3. Экспериментальная методика
Для определения bßa используется метод эксперимента, сильно отличающийся от метода группы Майнца. Мы имплантируем масс-отделенный, высокоэнергетический луч 16N в тонко сегментированный детектор Si и mea-уверен в двух ионизационных сигналах, полученных имплантацией 16N, и продуктах?+12Cdecay, которые следуют с периодом полураспада 7,13(2) с[31]. Это позволяет нам определить bßain очень прямо вперед, как и количество adecays делится на количество имплантаций, и, следовательно, трудности, связанные с абсолютной подсчет ßparticles не избежать. Этот метод был использован в ряде предыдущих экспериментов, чтобы определить небольшое ответвление-ских коэффициентов в β-задержка частиц распады ядер 6не в Lovain-ла-Нев[36,37], 11Li в Триумф[38], 12B и 12n и в КВИ[39,40], 8Б, а также по КВИ[41]. В исследованиях 11Li, 12B, 12N и 8B можно было соотнести события имплантации и распада на индивидуальной основе. Это было невозможно в исследовании 6He и не было возможно в настоящем исследовании из-за сочетания довольно длительного полураспада и высокой частоты имплантации, необходимой для получения удовлетворительной статистической точности.
рисунок.1.Рисование настройки детектора (не масштабировать). Подробную информацию о детекторах можно найти в тексте.
2. Эксперимент
Эксперимент проводился на бывшей Kernfysisch Вер-снеллер Instituut (КВИ) в Гронингене, Нидерланды. Основным изотопом 15n пучок был ускорен АГОР сверхпроводящего циклотрона с энергией 105 MeVand направлены на CD2gas мишени с толщиной 6mgcm−2. Вторичного пучка, выходящего из газовой мишени состояли, среди прочих изотопов, из 16Н, изготавливаемых с помощью (Д, П). Двойной магнитосепаратор TRIՓP [42] был настроен на выбор ионов 16N7+с энергией 80 МэВ, наиболее интенсивных в пучке 16N. На конечной фокальной плоскости 83% вторичного пучка было определено как 16N.
Система детектор, набросал на фиг.1, состоял из 60 µmthick круговой детектор Si с диаметром 18мм, и двухсторонний детектор Си полосу (DSSSD) толщиной 78 µmand площадью 16мм×16мм. Двух детекторов были установлены в конфигурации телескоп с круговой детектор, выступающей в качестве Edetector, оставив DSSSD, достаточно толстым, чтобы полностью остановить ионов 16Н, чтобы обнаружить свою оставшуюся энергию. Этот Тип установки позволяет отличить 16Н от других компонентов пучка, поскольку разница в силе торможения может быть использована. Наконец, два сцинтиллятора Nai были размещены рядом с камерой, чтобы обеспечить идентификацию? - луча 16N во время начальной настройки пучка
48 полос с обеих сторон DSSSD, работающих в перпендикулярном направлении, разделяют детектор на 2304 пикселя, каждый из которых имеет активный объем около 300 мкм×300 мкм×78 мкм[43]. Малость объема детектирования подразумевает, что детектор по своей сути подавлен, т. е. частицы от распада месторождения 16N в среднем лишь около 40 Кевина на один пиксель. Это имеет два преимущества: во-первых, минимизируется искажение спектрума из-за спада, а во-вторых, спектр? - синглов не распространяется на энергетическую область, релевантную для идентификации ветви? - распада.
В asource, состоящий из 239ри, 241am и 244см, был использован для того чтобы откалибрировать DSSSD. Динамический диапазон 0-50 МэВис необходим для идентификации имплантированных ионов 16N. В то же время для измерения спектрума в диапазоне энергии 1.0–3.5 МэВ желательно хорошее энергетическое разрешение. Для удовлетворения обоих повторных требований сигнал предварительного усилителя был разделен и направлен на две цепи усилителя-АЦП с разницей в коэффициенте усиления 10. Данные с низким коэффициентом усиления используются для идентификации имплантированных ионов 16N, а данные с высоким коэффициентом усиления-для спектроскопии adecay. Энергетическое разрешение (ПШПВ) достигли 30 keVat 2.4 MeVand 0.9 MeVat 33 МэВ.
Первичный пучок был прооперирован в режиме включен/выключен, с пучком открытые ворота для 15 песка, а затем закрыта в течение 15 сек. Логический сигнал, представляющий состояние пучка ворота, кормили сбора данных. После этого чистый спектр распада может быть получен только путем включения данных, собранных в периоды отключения пучка. Сбор данных был спровоцирован логикой или между сигналами в DSSSD, детектор и два Най-детекторы.
3. Обработка данных
3.1. Реконструкция событий
Энергетическое соответствие сигналов с передней и задней сторон DSSSD позволяет эффективно подавлять электронные шумы. Это также позволяет расслоить случайные совпадения, которые OC-cur со значительной вероятностью в периоды пучка за счет достаточно высокой скорости имплантации 10-20 кГц. Условие |Efront−Eback| <2.5 Мевис, наложенных сигналов в низкорентабельные услуги и |Efront−Eback| <0.25 MeVfor сигналы с высоким коэффициентом усиления цепи. Эти сокращения достаточно щедры, что никакие реальные события с полным сбором заряда с обеих сторон не будут отклонены.
DSSSD имеет ширину полосы 300 мкм и межшпиндельный зазор 35 мкм, что означает, что из чисто геометрических соображений 20% поверхности детектора состоит из межшпиндельных областей (10% с каждой стороны). В этих регионах бесплатные носители, созданные ионизирующей частицей, вряд ли будут собраны на одной полосе, но вместо этого разделены между двумя полосками, граничащими с межштриповой областью. Поэтому при обнаружении случайных сигналов с соседних полос необходимо учитывать возможность того, что два сигнала были созданы одной частицей. Если комбинированная энергия соответствует энергии, измеренной в полоске на противоположной стороне детектора, мы предполагаем, что произошло разделение заряда.
Наши данные показывают, что 8% адекеев страдают от распределения заряда между передними полосками и 10% от распределения заряда между задними полосками, в хорошем согласии с геометрической оценкой. Для имплантации 16N мы обнаруживаем, что 5% событий страдают от обмена зарядами между передними полосками, в то время как 20% страдают от обмена зарядами между задними полосками. Аналогичная вперед-назад асимметрии также встретился с Torresi и соавт. в специальном исследовании плату обмен в DSSSDs[44], используя ионы с Z-значениями и энергии, похожие на 16Н ионов в настоящем исследовании. В отличие от наших результатов, однако Torresi и соавт. что вероятность совместного использования передних полос согласуется с геометрическим значением. Кроме того, они считают, что значительная часть событий совместного использования на лицевой стороне связана с импульсами противоположной полярности, что означает, что они не могут быть идентифицированы используемым здесь методом, который мог бы объяснить, почему наше значение является фактором, равным 2 краткости геометрической оценки. Таким образом, мы считаем возможным, что мы не можем определить 5% из 16N имплантации, и мы включаем это в качестве систематической неопределенности по нашему окончательному результату.