0041. Quali sono le caratteristiche delle collisioni pp, pA e AA?

 Vorrei avere notizie più chiare in merito alle collisioni pp,pA e AA. Grazie e complimenti per il sito. (Cosimo)

Il simbolo p indica un protone cioè un nucleone di carica positiva pari alla carica elementare ( 1.6 10^-19 coulomb) e massa m_p=1.007276 unità di massa atomica = 1.6726 10^-27 Kg. = 1836.152 m_e (massa dell’elettrone). Assieme ai neutroni , i protoni sono costituenti il nucleo atomico che , pertanto, ha carica Z pari al numero di protoni e massa A = N + Z essendo N il numero di neutroni. Il p (protone) è un adrone e quindi risente delle interazioni forti come sono le forze nucleari. I p a loro volta hanno una struttura e, secondo la teoria QCD ( CromoDinamica Quantistica ) sono costituiti da 3 quark. La scrittura (p,p ) indica una reazione nucleare in cui un p di data energia E , colpisce un bersaglio costituito di p , per es un bersaglio di Idrogeno ( ₁H¹) il cui nucleo è appunto costituito da un p. Il processo più semplice che si verifica è la diffusione elastica in cui il p incidente viene deviato ma non cede energia al bersaglio : la misura della sezione d’urto differenziale cioè distribuzione angolare dei p deviati dà informazioni sul tipo di interazione. Ad energia del proiettile elevata può avvenire eccitazione del bersaglio H : il primo stato eccitato del p ( D1230), fu scoperto da Fermi al sincrociclotrone da 450 MeV di Chicago nel 1953. Con (p,A) si intende la interazione di un p con un nucleo di massa A e numero atomico Z. Si possono verificare processi diversi a seconda dell’ energia del p incidente: diffusione elastica, diffusione inelastica in cui il p incidente cede energia al nucleo bersaglio che pertanto passa ad uno stato eccitato.

Le reazioni nucleari si indicano con la scrittura A+p → B+x o anche A(p,x)B dove x indica una particella emessa che può essere neutrone,deutone, alfa ecc. e ovviamente B è diverso da A Se x è radiazione gamma la reazione prende il nome di cattura radiativa.. (A,A) o più in generale (A,B) è una reazione in cui uno ione di massa A e carica Z colpisce un nucleo bersaglio di data massa e carica. L’energia degli ioni incidenti viene data in MeV/n (MeV per nucleone) o A MeV, per es. ioni di 40Ca a 10 A MeV significa ioni Ca di 400 MeV.

Attualmente esistono diversi laboratori provvisti di acceleratori che forniscono ioni diversi di energia da pochi A MeV fino ad A GeV. I processi che si verificano dipendono sia dalla energia incidente che dalle masse dei nuclei in gioco. Si ha diffusione elastica , inelastica , reazioni di trasferimento di uno o più nucleoni dal proiettile al nucleo bersaglio, cattura radiativa ad es. ¹²C(¹²C,γ)²⁴Mg. Si verificano reazioni di fusione: lo ione proiettile e il bersaglio fondono e formano un sistema pesante altamente eccitato che si diseccita per emissione di particelle e di nuclei più o meno pesanti: in questo caso si parla di reazioni di frammentazione. Può anche avvenire che il sistema pesante che si è formato , sia tale per cui può fissionare cioè spezzarsi in due frammenti .

Ileana Lori - Fisico