Thesis (Ph. D. in Electrical Engineering)--Vanderbilt University, Dec. 2008. / Title from title screen. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1972. / Typescript. Vita. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliography.

Thesis (M.Sc.)--York University, 2005. Graduate Programme in Physics and Astronomy. / Typescript. Includes bibliographical references (leaves 110-116). Also available on the Internet. MODE OF ACCESS via web browser by entering the following URL: http://gateway.proquest.com/openurl?url%5Fver=Z39.88-2004&res%5Fdat=xri:pqdiss &rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:dissertation&rft_dat=xri:pqdiss:MR11860

Dentre os observáveis globais que permitem caracterizar a colisão entre íons pesados relativísticos, a multiplicidade de partículas é uma das variáveis mais fundamentais, diretamente ligada à densidade de energia da colisão. Serão apresentados resultados do estudo de multiplicidade de partículas carregadas para colisões centrais entre íons de chumbo a energias de 2.76 TeV (energia no centro de massa) utilizando o detector ATLAS no Large Hadron Collider (LHC). A multiplicidade na produção de partículas carregadas é medida utilizando dois métodos diferentes entre o intervalo de pseudorapidez || < 2.5 empregando o sistema de detectores semicondutores centrais de trajetórias do ATLAS. A seleção de eventos é crucial para esta análise e é aplicada a dados obtidos através de um trigger de minimum bias, impondo-se a coincidência entre o sinal do calorímetro de zero grau (ZDC) (|| > 8.3) e a coincidência entre o sinal do Minimum Bias Trigger Scintilator (MBTS) (2.1< || <3.8), de forma a remover da amostra de dados os eventos decorrentes da dissociação eletromagnética. Neste trabalho, eventos produzidos pelo gerador de eventos HIJING também foram analisados e os dados simulados reconstruídos utilizando-se os mesmos algoritmos empregados na análise dos dados reais. A multiplicidade e a densidade inclusiva de partículas foram medidas para as colisões mais centrais e estão em bom acordo com os resultados obtidos por outros experimentos. / From the global observables that allows the characterization of the heavy ion collisions at relativistic energies, the particle multiplicity is one of the most fundamental observables, directly related to the energy density of the collision. There will be presented results about the study of central collision charged particle multiplicity in Pb - Pb collisions at the 2.76 TeV center of mass energy using the ATLAS detector at the Large Hadron Collider (LHC). The particle multiplicity is measured using two different methods in the || < 2:5 rapidity interval, deploying the ATLAS inner tracker semiconductor system. The event selection plays a crucial role in this analysis and is applied on data acquired using a minimum bias trigger. Imposing the condition of coincidence between the two Zero Degree Calorimeters (ZDC) arms (|| > 8.3) and the coincidence of the Minimum Bias Trigger Scintillator (MBTS) detector (2.1 < || <3.8) the electromagnetic dissociation events are removed from the sample. For this work, events produced by the HIJING event generator were also analyzed and the simulated data was reconstructed using the same algorithms used on data. The multiplicities and inclusive particle density measured for most central collisions are in good agreement with the ones measured by other experiments.

A perda de energia de íons na matéria é um tópico importante não apenas devido à sua direta aplicação nas técnicas de análises de materiais mas também na compreensão da interação íon-átomo. O conhecimento preciso do poder de freamento de íons pesados a baixas energias é cada vez mais necessário em ciências dos materiais assim como na física nuclear básica, como por exemplo, no Método da Atenuação do Deslocamento Doppler (DSAM, na sigla em inglês). Nessa técnica, o conhecimento do poder de freamento é utilizado para determinar uma referência temporal para o decaimento nuclear enquanto em recuo em um substrato, tipicamente Au ou Pb. No entanto, o freamento de íons pesados em sólidos é ainda pouco compreendido principalmente com respeito a região de baixas energias devido às dificuldades adicionais que surgem da complicada dependência entre o estado de carga do projétil e sua velocidade instantânea no freador. Como modelos teóricos não são capazes de fornecer fornecer previsões quantitativas confiáveis, os principais modelos utilizados atualmente são de natureza semiempírica. O principal objetivo desse trabalho se concentra na obtenção de novos dados experimentais na região de energia de 100-500 keV/u.m.a., para o freamento de Ti, V, Cr, Co, Ni em Au e Ge e de Ti e Cr em Pb. Os dados experimentais com os íons de Ti, V e Cr foram obtidos utilizando a técnica de espalhamento elástico, na qual o feixe primário é espalhado por átomos de um fino alvo ( 100µg/cm²). O feixe primário espalhado produz átomos do alvo com baixas energia em recuo numa determinada direção. Os experimentais com íons de Co e Ni foram obtidos utilizando um arranjo de ToF-E (Time of Flight - Energy ) que permite a medida do freamento ao longo de uma região contínua de energia. Nesta técnica, para a produção de um feixe com ampla distribuição em energia, o feixe primário monoenergético é espalhado por substrato de Au. Os dados experimentais foram comparados com as previsões da Teoria Binária (TB) e Aproximação de Convolução Unitária (ACU) e dos modelos semiempíricos de Ziegler, Biersack e Littmark (ZBL) e de Northcliffe e Schilling (NS). Apesar dos modelos descreverem razoavelvii mente bem os freamentos de Ti, V e Cr em Au, os dados experimentais para o freamento de Ni em Au, por exemplo, chegam a ser 2 vezes maiores que as previsões de ZBL. / The energy loss of ions in materials is an important issue not only because of its direct applications on material analysis techniques, but also for the understanding of the interactions. Accurate knowledge of heavy ion stopping power at low energies is necessary in materials science as well as in basic physics, e. g. in the Doppler Shift Attenuation Method (DSAM). In this technique the knowledge of stopping power is used to determine the timescale for the decaying nuclei while slowing down in a heavy substrate, usually Au or Pb. Nevertheless, the stopping power of solids for heavy ions is still poorly known. Regarding to low energies, this is especially true due to additional difficulties arising from a complicated dependence of the projectile charge state and its istantaneous velocity in the medium. Since theoretical models are unable to produce reliable quantitative predictions, most models currently in use are of semiempirical nature. The main aim of this work is to present new experimental data in the energy range 100-500 keV/u for Ti, V, Cr, Co and Ni ions slowing down in Au and Ge, and Ti and Cr ions slowing down in Pb. Experimental data for Ti, V, Cr ions were obtained using the elastic recoil technique, where a primary beam is scattered by heavy ions from a thin target (100µg/cm²). The scattered primary beam produces recoiling atoms of the target at low energies and at a given direction, where it is placed the stoppers. Experimental data for Co and Ni ions were obtained using a ToF-E apparatus (Time of Flight - Energy detection system) which allows measuring stopping over a continuous energy range. To produce a beam of Co, for instance, with broad energy range its monoenergetic beam is scattered away by a Au substract. Our experimental data were compared to TB and UCA theories and ZBL and NS semiempical models. Although there is an overall agreement between experiment and theory for Ti, V and Cr ions, the experimental stopping power for Ni in Au, for instance, is about 2 times greater than the ZBL prediction.

A procura pela produção de condensados quirais desorientados (DCC) nas colisões centrais relativísticas entre Au + Pb a 11,6 GeV /c por nucleon na experiência E864 do AGS (Altemating Gradient Synchrotron) é apresentada neste trabalho. Evidências de eventos onde DCC\'s possivelmente foram formados são procuradas a partir do número de píons carregados e gamas (provenientes do decaimento de 1r°\'s) produzidos em cada interação, utilizando o formalismo de variáveis robustas introduzido pela colaboração MiniMax [37]. Neste trabalho, a procura por DCC\'s é realizada em dois procedimentos distintos. No primeiro, o número de gamas produzidos em cada interação a partir do decaimento de r°\'s é obtido de um detetor de Cherenkov de vidro de chumbo colocado próximo ao alvo e cobrindo ângulos traseiros. O número de píons carregados é obtido pelo detetor de multiplicidade da experiência. Nenhuma evidência clara da produção de DCC\'s é distinguida numa amostra de 4.810.923 eventos. No segundo procedimento, o espectrômetro completo da experiência E864 é utilizado. O número de píons carregados é fornecido por três planos de hodoscópios cintiladores e duas estações de tubos com gás ionizante. O número de gamas é obtido do calorímetro de fibras cintiladoras e chumbo localizado no final do espectrômetro. Nenhuma evidência clara da produção de DCC\'s pode ser distinguida em uma amostra de 1.944.401 eventos. A partir de um modelo de DCC simples, a sensibilidade da procura por DCC\'s dentro de 90% de nível de confiança é obtida para os dois procedimentos. / The search for the production of disoriented chiral condensates (DCC) in central relativistic Au + Pb collisions at 11.6 GeV /c per nucleon at the Alternating Gradient Synchrotron {AGS) is presented in this work. The search is conducted with the open geometry experiment E864. The signatures of events where a DCC was possibly formed are searched from the number of charged pions and gammas (from the decay of the °\'s) produced in each interaction, and using the robust observable formalism introduced by the MiniMax collaboration [37]. In this work, the DCC search is performed using two different approaches. In the first, the number of gammas produced in each interaction from the decay of the 7 °\'S is obtained from a lead glass Cherenkov detector placed dose to the target and covering back angles. The number of charged pions is obtained from the multiplicity counter of the experiment. No clear evidence for DCC production can be distinguished in a sample of 4.810.923 events. In the second approach, the full E864 spectrometer is used. The number of charged pions is provided by three planes of scintillator hodoscopes and two arrays of straw tubes. The number of gammas is obtained from the lead-scintillating fiber calorimeter located at the end of the spectrometer. No clear evidence for DCC production can be distinguished in a sample of 1.944.401 events. Using a simple DCC model, the 90% C.L. sensitivity of the DCC search is obtained for both approaches.

Através do estudo do contínuo de espectros de partículas leves evaporadas por um núcleo composto, determinamos parâmetros de densidade de níveis para núcleos pertencentes à camada s-d. Foram medidas distribuições angulares para os sistemas 16O + 12C (48. 8 e 54.2 MeV), 14N + 12C (46.0 MeV) e 18O + 12C (41.3 MeV), com 5° <= ?LAB <= 80°, obtendo-se espectros referentes aos canais de saída p, d, t e ?. Telescópios do tipo barreira de superfície foram utilizados na deteção das partículas carregadas. A análise foi efetuada em base ao modelo estatístico de Hauser-Feshbach onde o conhecimento da densidade de níveis dos núcleos residuais e, particularmente do parâmetro de densidade de níveis, é fundamental. A restrição do estudo a regiões de energia de excitação onde predomina a contribuição do primeiro decaimento do núcleo composto, permitiu eliminar a ambiguidade dos resultados As vantagens e inconvenientes do método aplicado são discutidos / Level density parameters for s-d nuclei were obtained through the study of the continuum of light particles evaporation spectra, from heavy ion compound reactions, Angular distributions were measured for the 16O + 12C (48. 8 e 54.2 MeV), 14N + 12C (46.0 MeV) and 18O + 12C (41.3 MeV) systems in the .angular interval 5° <= ?LAB <= 80°. Energy spectra of the p, d., t and ? exit channels were obtained. Solid state telescopes were used for the charged particles identification. The analysis of the data has been performed within the framework of the Hauser-Feshbach theory. The importance of the level density parameter has been investigated. The comparison of the experimental data to the theoretical prediction has been done in an excitation energy region in which sequential decay is negligible. The accuracy of the method is discussed.

Foi investigada a produção de isótopos ricos em nêutrons a partir do decaimento de projéteis de \'ANTPOT.28 Si\' com momento de \'P IND.lab\'= 14.6 GeV/c por nucleon seguindo a excitação eletromagnética por alvos de Al, Cu, Sn e Pb. A busca foi feita selecionando fragmentos ricos em nêutrons (\'ANTPOT.6 He\', \'ANTPOT.8 He\',\'ANTPOT.8 Li\', \'ANTPOT.9 Li\', \'ANTPOT.10 Be\', \'ANTPOT.11 Be\' e \'ANTPOT.13 B\') detectados no espectrômetro do Experimento 814 do AGS de Brookhaven. Foi estabelecido um limite superior de 54 ub (a um Nível de Confiança de 95%) para a seção de choque de dissociação eletromagnética para um único canal, baseado num conjunto com ~3x \'10 POT.7\' partículas de feixe. Foram medidas seções de choque de produção de isótopos ricos em nêutrons por fragmentação nuclear e obtidas as distribuições de energia transversal e energia a zero graus associadas à produção destes fragmentos. As distribuições de momento transversal para o \'ANTPOT.6 He\' e para o \'ANTPOT.9 Li\' foram medidas experimentalmente e os resultados comparados ao modelo estatístico de Goldhaber para a fragmentação. A comparação fornece um valor médio de 229±9 MeV/c para o momento de Fermi do projétil. / The production of neutron-rich isotopes from the decay of 28Si projectile at Plab = 14.6 GeV/c per nucleon following the electromagnetic excitation by Al, Cu, Sn and Pb targets was investigated. The search was made triggering on neutron-rich ions (6He, 8He, 8Li, 9Li, 10Be, 11Be and 13B) detected in the BNL-AGS-E814 spectrometer. An upper limit of 54 ub (at the Confidence Level of 95%) for the electromagnetic dissociation cross-section for an individual channel is set, based on a data sample of ~ 3 x 107 beam particles. Inclusive cross section for the nuclear fragmentation production of those isotopes were measured and forward and transverse energy distribuitions were determined. From a comparison of the experimental momentum distributions for 6He and 9Li with the Goldhaber statistical fragmentation model an average value of 229±9 MeV/c for the Fermi momentum of the 28Si projectile was obtained.

Usando um modelo de um canal efetivo, o qual contem efeitos de acoplamento de canais através da presença de um potencial de polarização dependente da energia, nós estudamos, em energias abaixo da barreira, as reações de fusão dos sistemas A1 ANTPOT. Ni+ A2 ANTPOT. Ni e 16ANTPOT. O + A ANTPOT. Sm. Com o auxilio de uma relação de dispersão inversa, obtivemos a parte imaginária desse potencial em termos da parte principal da integral envolvendo a parte real do mesmo. A consistência deste método foi verificada através da comparação entre este potencial empírico e o potencial de polarização efetivo determinado a partir de um acoplamento específico de canais. Foram também calculados o primeiro e segundo momentos da distribuição de momentos angulares da seção de choque parcial de fusão. / Using an effective one channel model which contains channel coupling effects through the presence of an inclusive energy dependent polarization potential, we studied sub - barrier fusion of the systems A1Ni + A2Ni and 16O+ASm . With the aid of an inverse dispersion relation, we obtained the imaginary part of this potential. The consistency of this method is c hecked by comparing this empirical polarization potential with the one determined from the explicit consideration of a specific channel coupling. The first and the second moments of the angular momentum distribuition of the partial fusion cross-section were calculated also.

Neste trabalho, é descrito o desenvolvimento completo de um detector tipo \"Silicon Drift Detector\" para uso no projeto STAR/SVT, um experimento do acelerador de íons pesados relativísticos- RHIC. O \"Silicon Drift detector\" é um novo tipo de detector, que além da medida de energia depositada, fornece a posição de incidência de uma partícula, combinando as melhores características de detectores semicondutores com as de uma câmara de arrasto. O desempenho e a caracterização destes detectores são apresentados através de resultados de testes em laboratório e também da aplicação dos mesmos no experimento E896 do acelerador AGS de Brookhaven. Obtivemos um detector de 6.3 cm por 6.3 cm, com uma resolução espacial de 25 um. / Silicon Drift detector is a novel position sensing device, state of the art in detector technology, which combines the best features of gas drift chambers with the advantages of a semiconductor detector. In this thesis, I describe the design, development and conclusion of a large area linear Silicon drift detector, developed for the use in the heavy-ion ST AR experiment of the Relativistic Heavy lon Collider (RHIC). Detector characteristics and performance are shown through the results from laboratory tests and their application in experiment E896 at the AGS in Brookhaven.