Untersuchung der Struktur von exotischen Atomkernen mit Lebensdauermessungen angeregter Kernzustände
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurde eine neue Plungerapparatur für den Einsatz bei Reaktionen mit relativistischen radioaktiven Strahlen bei Energien von ~100MeV/u, der TRIPLEX-Plunger, gebaut. Diese Plungerapparatur zeichnet sich dadurch aus, dass zusätzlich zum Target zwei Degrader-Folien verwendet werden können. Speziell für diesen Plunger wurde auch eine Steuerungssoftware entwickelt. Beides wurde erfolgreich in verschiedenen Experimenten am NSCL/ MSU eingesetzt (mindestens 4 Messungen). Zur Auswertung der Gammaspektren wurde ebenfalls eine Software entwickelt, welche relativistische Effekte in MonteCarlo Simulationen einbezieht. Die Bestimmung der Lebensdauern erfolgt dann durch Vergleich und χ²-Minimierung der simulierten und experimentellen Spektren. Für 58,60,62Cr konnte gezeigt werden, dass auch hier der Unterschalenabschluss bei N= 40 verschwindet, wie schon für die entsprechenden Fe-Isotope gezeigt werden konnte und eine recht starke Kollektivität bei N=40 zu beobachten ist. Dieses Verhalten ist gut mit neuesten Schalenmodellrechnungen zu reproduzieren und unterstützt weiter die Annahme einer starken Monopol-Tensor-Kraft, die von Otsuka et al. vorgeschlagen wurde. Die physikalische Fragestellung nach Formkoexistenz und Formphasenübergängen wurde in der Kernregion um A=180 untersucht. 176,178,180Os weisen eine Kernstruktur auf, die gut mit der X(5) Symmetrie beschrieben werden kann, eine derartige Kernstruktur erwartet man kritischen Punkt eines Formphasenübergangs vom Vibrator zum Rotor. Ziel dieses Forschungsschwerpunkts war es, die Nachbarisotope der Os Kerne zu untersuchen. Während die W-Isotope eher als Rotorkerne beschrieben werden können, beobachtet man bei den Pt-Isotopen einen Deformationsübergang von schwacher zu einer ausgeprägter Deformation in Anhängigkeit der Neutronenzahl. Dies ist ähnlich zu den Deformationsübergängen in den Hg- und Pb-Isotopen mit gleicher Neutronenzahl. Ursache dieser Deformationsänderung sind Intruderanregungen über die Protonenschale bei Z=82. In den Hg Kernen wird diese starke Deformationsänderung im unteren Teil der Yrast-Bande beobachtet. In den entsprechenden Pt Kernen dagegen ist bereits der Grundzustand stark deformiert. In der Kernregion um A=80 wurden die Übergangswahrscheinlichkeiten aus Zustandslebensdauern in 80,82,84,86Se bestimmt. Mit Hilfe dieser neuen experimentellen Werte wurden Schalenmodellvorhersagen unter Verwendung verschiedener Wechselwirkungen getestet und die zugrunde liegende Kernstruktur untersucht. Besonders die Wechselwirkung JUN45 beschreibt die Se-Isotope bis N=50 gut, mit einigen Ausnahmen, die auf das Fehlen des πf 7/2 Orbitals (unterhalb von Z=28) sowie des νd5/2 Orbitals (oberhalb von N=50) bei diesen Rechnungen zurückzuführen sind. Nach diesen Rechnungen wird die Schalenstruktur von 80,82Se schon für niedrigste Yrast-Zustände deutlicher durch die Neutronen der g 9/2 Schale mitbestimmt, anders als dies von früheren Schalenmodellrechnungen vorausgesagt wurde. Für eine zufriedenstellende Beschreibung der beobachteten Zustände des semi-magischen Kerns 84Se ist die Einbeziehung der Neutronen im d5/2 Orbital notwendig. 86Se zeigt Schalenmodelrechnungen zufolge Anzeichen von Triaxialität, und dies bereits in der Grundzustandsbande.
