Serbest Elektron Lazeri - Çekirdek Çarpıştırıcılarının Nükleer Spektroskopi Açısından Önemi

Abstract

Nükleer Rezonans Floresans (NRF) yöntemlerinin nükleer spektroskopi açısından karşılaştığı bazı deneysel sorunlara çözüm getirecek şekilde son yıllarda araştırma grubumuzca gündeme taşınan Serbest Elektron Lazeri (SEL) - Çekirdek çarpıştırırlarının nükleer spektroskopi açısından getireceği yenilikler ve sağlayacağı avantajlar tartışılmıştır. Son yıllarda mevcut veya inşa halinde olan hadron hızlandırıcılarının ( RHIC, HERA, LHC v.b.) iyon programlarıda dikkate alınarak yapılan ve C, Pb, Th, Ce, Sm gibi çekirdeklerin uyarılmalarının spektroskopik açıdan incelenmesinde SEL-çekirdek çarpıştırırlarının önemini irdeleyen çalışmalar yapılmıştır. Bu tür bir çarpıştırırda elde edilebilecek olay sayıları, kollektif uyarılmaların spektroskopisi için sağlanan avantajlar, bozunum genişliği, spin ve parite belirlenmesinde bu çarpıştırıcının araştırma potansiyeli örnek hesaplama ve incelemeler ile gösterilmiştir. Çarpıştırıcının ana parametreleri ve genel tasarımı verilmiş ayrıca hızlandırıcı, dedektör ve fizik açısından çözülmesi gereken problemlere dikkat çekilmiştir. Örnek bir SEL-Çekirdek çarpıştırıcısı olarak CLIC ve LHC’ye dayalı çarpıştırır ele alınmış ve kurşun çekirdeği için bazı sonuçlar verilmiştir.

In this paper, experimental problems of traditional Nuclear Resonance Floresance (NRF) methods are considered and the advantage of Free Electron Laser (FEL) - nucleus colliders to overcome of these problems are discussed. Existing hadron accelerators (RHIC, HERA, LHC etc.) are considered to accelerate fully ionised nucleus beams. In recent years, some research results are published for the physics search potential of FEL-nucleus colliders considering excitation levels of C, Pb, Th, Ce and Sm nucleus. In these studies, electron and ion beam parameters are given and event rates, luminosities and needed FEL energies are calculated. Determination of unknown decay widths, spin and parity values of different excitation levels by this type collider are discussed. General design of such a collider is given and the open problems of design in view of accelerator and and detector are listed. As an example, , CLIC-LHC based FEL-nucleus collider is considered and some results for Pb excitations are given.