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@PHDTHESIS{Syndikus:218259,
      author       = {Syndikus, Ina Josephine},
      othercontributors = {Aumann, Thomas and Petri, Marina},
      title        = {{P}roton-{K}nockout {R}eactions from {N}eutron-{R}ich {N}
                      {I}sotopes at {R}$^3${B}},
      school       = {Technische Universität Darmstadt},
      type         = {Dissertation},
      reportid     = {GSI-2019-00239},
      pages        = {145 S.},
      year         = {2019},
      note         = {CC-BY-NC-SA 4.0 International - Creative Commons,
                      Namensnennung, nicht kommerziell, Weitergabe unter gleichen
                      Bedingungen. ; Dissertation, Technische Universität
                      Darmstadt, 2018},
      abstract     = {One-proton knockout reactions from neutron-rich 17N, 19N,
                      and 21N isotopes have been performed in inverse kinematics
                      at the R3B/LAND setup at GSI in Darmstadt during the
                      experimental campaign S393. They have been measured in a
                      kinematically complete way with a beam energy of 490
                      AMeV.This thesis presents the inclusive and exclusive cross
                      sections of Quasi-Free Scattering (QFS) and knockout
                      reactions and compares them with calculations in the Glauber
                      framework. The results are interpreted in a configuration
                      mixing model describing the first excited 2+ state of the
                      fragments as a mixture of a pure proton and a pure neutron
                      excitation. The comparison of the experimental and
                      theoretical cross sections shows that this description is
                      missing short- and long-range correlations. Furthermore, the
                      proton amplitude for the neutron-rich, even-even 16C, 18C,
                      and 20C isotopes is extracted from the ratio of the
                      exclusive cross sections of the first excited 2+ state and
                      the 0+ ground state of the QFS reactions. The results
                      support the two-state mixing picture. The behavior of the
                      proton amplitude can be explained by the reduction of the
                      spin-orbit splitting of the 1p1/2 and 1p3/2 proton orbit as
                      an effect of the tensor force between the protons and the
                      neutrons in the sd shell. Moreover, it helps to understand
                      the increase of the B(E2;2+ → 0+g.s.) quadrupole
                      transition strength towards the neutron-rich 20C isotope.The
                      analysis leading to these results is presented in detail.
                      This includes the identification of the incoming and
                      outgoing particles as well as a discussion of several
                      addback algorithms to reconstruct the γ-ray energies. The
                      number of recorded events and problems with the triggering
                      are identified as the main sources for the experimental
                      uncertainties. The γ-ray spectra are compared to
                      simulations. The simulations have been performed in R3BRoot,
                      a software package making use of the GEANT toolkit dedicated
                      to experiments with the R3B setup. In this context, the
                      proton and γ-ray detection efficiencies of the Crystal Ball
                      detector are discussed.In addition, two position sensitive
                      silicon prototype detectors which will be used as in-beam
                      tracking detectors in the updated R3B setup have been tested
                      at KVI-CART. Their performance, i.e., their energy and
                      position resolution, is investigated in terms of the
                      integration time of the electronic read out. While the
                      energy resolution is best for large integration times, the
                      position resolution improves with decreasing integration
                      time. These findings are discussed in terms of the noise
                      introduced by the resistive surface of the detectors and the
                      resulting pulse shapes.Während der S393 Kampagne wurden am
                      R3B/LAND Aufbau an der GSI in Darmstadt Proton-Knockout
                      Reaktionen an den neutronenreichen Isotopen 17N, 19N und 21N
                      in inverser Kinematik kinematisch vollständig gemessen. Die
                      Reaktionen fanden bei einer Strahlenergie von 490 AMeV
                      statt. Diese Arbeit präsentiert die Ergebnisse der
                      inklusiven und exklusiven Wirkungsquerschnitte für
                      Quasi-Freie Streuung (QFS) und Knockout-Reaktionen und
                      vergleicht sie mit Berechnungen im Glauber-Modell. Die
                      Ergebnisse werden im Rahmen des Configuration Mixing Modells
                      interpretiert, welches den ersten angeregten 2+ Zustand des
                      Fragments als Mischung einer reinen Protonen- und einer
                      reinen Neutronenanregung beschreibt. Der Vergleich der
                      experimentellen und der theoretischen Wirkungsquerschnitte
                      zeigt, dass diese Beschreibung sowohl kurz- als auch
                      langreichweitige Korrelationen nicht ausreichend
                      berücksichtigt. Zusätzlich wird die Protonenamplitude der
                      neutronenreichen, gerade-gerade Isotope 16C, 18C und 20C aus
                      dem Verhältnis der exklusiven Wirkungsquerschnitte des
                      ersten angeregten 2+ Zustandes und des 0+ Grundzustandes
                      ermittelt. Die Ergebnisse bestätigen das Bild der sich
                      mischenden Zustände. Der Anstieg der Protonenamplitude für
                      neutronenreichere Kerne kann erklärt werden durch die
                      Reduktion der Spin-Orbit-Aufspaltung zwischen dem 1p1/2 und
                      dem 1p3/2 Orbital der Protonen, die durch die Tensorkraft
                      zwischen den Protonen und den Neutronen in der sd Schale
                      verursacht wird. Des Weiteren hilft der Ansteig der
                      Protonenamplitude den Anstieg der B(E2;2+ → 0+g.s.)
                      Quadrupolestärke für das neutronenreiche Isotop 20C zu
                      verstehen. Die Methodik der Datenanalyse wird in dieser
                      Arbeit ausführlich beschrieben. Die Identifikation der
                      einkommenden und ausgehenden Teilchen wird ebenso
                      diskutiert, wie auch verschiedene Addback-Algorithmen zur
                      Rekonstruktion der Energie der γ-Strahlung. Die Anzahl der
                      gemessenen Ereignisse sowie Triggerprobleme werden als
                      Hauptursache für die experimentellen Unsicherheiten
                      identifiziert. Die γ-Spektren werden mit Simulationen
                      verglichen. Die Simulationen wurden mit R3BRoot
                      durchgeführt, einem Softwarepaket, das das GEANT Toolkit
                      nutzt und auf die Beschreibung von Experimenten mit dem R3B
                      Aufbau spezialisiert ist. In diesem Zusammenhang wird auch
                      die Detektionseffizienz des Detektors Crystal Ball für
                      γ-Strahlung und Protonen diskutiert. Zusätzlich wurden
                      zwei Prototypen für positionssensitive Siliziumdetektoren
                      am KVI-CART getestet, die im neuen R3B Aufbau als
                      Trackingdetektoren genutzt werden sollen. Ihr Verhalten, wie
                      z.B. ihre Energie- und Positionsauflösung, wird in
                      Abhängigkeit der Integrationszeit der elektrischen Auslese
                      untersucht. Während die beste Energieauflösung für lange
                      Integrationszeiten erreicht wird, verbessert sich die
                      Positionsauflösung für kurze Integrationszeiten. Die
                      Ergebnisse werden in Bezug auf das Rauschen, das durch die
                      resistive Oberfläche der Detektoren verursacht wird, und
                      der daraus resultierenden Pulsformen diskutiert.},
      cin          = {KRA / R3B@FAIR},
      cid          = {I:(DE-Ds200)KRA-20150901OR349 / I:(DE-Ds200)Coll-FAIR-R3B},
      pnm          = {612 - Cosmic Matter in the Laboratory (POF3-612) /
                      GSI-EXP-S393-ohneJahr - Neutron-rich Nuclei at and Beyond
                      the Dripline in the Range Z4 to Z10 Studied in Kinematically
                      Complete Measurements of Direct Reactions at Relativistic
                      Energies (EXP:GSI-EXP-S393-ohneJahr)},
      pid          = {G:(DE-HGF)POF3-612 / G:(DE-Ds200)EXP:GSI-EXP-S393-ohneJahr},
      experiment   = {EXP:(DE-Ds200)Altdaten-20200803},
      typ          = {PUB:(DE-HGF)11},
      urn          = {urn:nbn:de:tuda-tuprints-82234},
      doi          = {10.15120/GSI-2019-00239},
      url          = {https://repository.gsi.de/record/218259},
}