Lebensdauermessungen an neutronenreichen Kernen mit Hilfe radioaktiver Strahlen und Doppler-Shift-Methoden
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zur erweiterten Nutzung von Doppler-Shift-Methoden zur Lebensdauermessung angeregter Kernzustände in exotischen Kernen weitab vom Tal der Stabilität wurden verschiedene Plunger-Apparaturen neu bzw. weiterentwickelt. Im Vordergrund stand hier die Optimierung der aus der Niederenergie (2-5 MeV/u) bekannten Verfahren auf Reaktionen mit radioaktiven Strahlen im Energiebereich von (20-150MeV/u). Darüber hinaus wurde eine spezielle Plunger-Apparatur für tiefinelastische Kernreaktionen in Verbindung mit Magnetspektrometern entwickelt und gebaut. Es wurden spezielle Auswerteprogramme erstellt. Die entwickelten Geräte und Methoden wurden bereits in vielen (mehr als 12) Experimenten unter Leitung und unter Beteiligung der Kölner Plungergruppe verwendet. Ein Projektschwerpunkt stellte die Untersuchung der neutronenreichen Paladiumkerne dar. Die ersten 2+ Zustände in den Kernen 110Pd und 114Pd wurden über Coulombanregung in inverser Kinematik bevölkert bei mittleren Energien von 50–100 MeV/u und die entsprechende Lebendauer der Zustände wurde nach der Plunger-Methode bestimmt. Es konnte gezeigt werden, das die B(E2;2+1→0+1)-Werte, im Gegensatz zu den früher veröffentlichten Werten, nun dem systematischen Trend der Nachbarkerne folgten und gut im Rahmen kollektiver Modelle (Interacting Boson Model (IBM) und General Collective Model(GCM)) beschrieben werden können. Zur Beschreibung der neutronenreichen Isotope der Massengegend um 110Pd und 114Pd wurde ein neues Konzept, die Valence-Proton-Symmetry (VPS) entwickelt. Die VPS ist geeignet Kerneigenschaften neutronenreicher Kernen abzuschätzen. Die VPS geht von einer Symmetrie bezüglich der Valenzprotonenteilchen- oder -löchern aus. Demnach sollten Kerne mit gleichen Neutronenzahlen bei gleicher Zahl von Valenzprotonen-Teilchen bzw. Valenzprotonen-Löchern sehr ähnliche Kerneigenschaften besitzen. Dieses Verhalten konnte tatsächlich beobachtet werden. Ein weiterer Schwerpunkt konzentrierte sich auf die neutronenreichen Eisenkerne 64,66Fe. Es gelang die B(E2)-Werte der Kerne 62,64,66Fe mit Hilfe der Plunger-Methode nach Projektil-Coulombanregung bei Energien um 100 MeV/u zu vermessen. Die Ergebnisse wurden erfolgreich mit der Valence-Proton-Symmetry sowie mit modernen Large-Scale-Schalenmodellrechnungen beschrieben. Darüber hinaus wurde die Lebensdauer tiefliegender Zustände der Kerne 64Ge, 62Zn über Kock-Out-Reaktionen bei Energien um 50MeV/u sowie 50Ca, 51Sc und 44,46Ar mittels tiefinelastischer Reaktionen bestimmt. Die experimentellen Werte wurden mit verschiedenen Schalenmodellrechnungen verglichen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Shape and Structure of N=Z 64Ge: Electromagnetic Transition Rates from the Application of the Recoil Distance Method to a Knockout Reaction. Phys.Rev.Lett. 99, 042503 (2007)
K.Starosta, A.Dewald, A.Dunomes, P.Adrich, A.M.Amthor, T.Baumann, D.Bazin, M.Bowen, B.A.Brown, A.Chester, A.Gade, D.Galaviz, T.Glasmacher, T.Ginter, M.Hausmann, M.Horoi, J.Jolie, B.Melon, D.Miller, V.Moeller, R.P.Norris, T.Pissulla, M.Portillo, W.Rother, Y.Shimbara, A.Stolz, C.Vaman, P.Voss, D.Weisshaar, V.Zelevinsky
- Collectivity of neutron-rich palladium isotopes and the valence proton symmetry. Phys.Rev. C 78, 051302 (2008)
A.Dewald, K.Starosta, P.Petkov, M.Hackstein, W.Rother, P.Adrich, A.M.Amthor, T.Baumann, D.Bazin, M.Bowen, A.Chester, A.Dunomes, A.Gade, D.Galaviz, T.Glasmacher, T.Ginter, M.Hausmann, J.Jolie, B.Melon, D.Miller, V.Moeller, R.P.Norris, T.Pissulla, M.Portillo, Y.Shimbara, A.Stolz, C.Vaman, P.Voss, D.Weisshaar
- Lifetime Measurements of the Neutron-Rich N = 30 Isotones 50Ca and 51Sc: Orbital Dependence of Effective Charges in the fp Shell. Phys.Rev.Lett. 102, 242502 (2009)
J.J.Valiente-Dobon, D.Mengoni, A.Gadea, E.Farnea, S.M.Lenzi, S.Lunardi, A.Dewald, Th.Pissulla, S.Szilner, R.Broda, F.Recchia, A.Algora, L.Angus, D.Bazzacco, G.Benzoni, P.G.Bizzeti, A.M.Bizzeti-Sona, P.Boutachkov, L.Corradi, F.Crespi, G.de Angelis, E.Fioretto, A.Gorgen, M.Gorska, A.Gottardo, E.Grodner, B.Guiot, A.Howard, W.Krolas, S.Leoni, P.Mason, R.Menegazzo, D.Montanari, G.Montagnoli, D.R.Napoli, A.Obertelli, T.Pawlat, B.Rubio, E.Sahin, F.Scarlassara, R.Silvestri, A.M.Stefanini, J.F.Smith, D.Steppenbeck, C.A.Ur, P.T.Wady, J.Wrzesinski, E.Maglione, I.Hamamoto
- Lifetime measurements of excited states in neutron-rich 44, 46Ar populated via a multinucleon transfer reaction. Phys.Rev. C 82, 024308 (2010)
D.Mengoni, J.J.Valiente-Dobon, A.Gadea, S.Lunardi, S.M.Lenzi, R.Broda, A.Dewald, T.Pissulla, L.J.Angus, S.Aydin, D.Bazzacco, G.Benzoni, P.G.Bizzeti, A.M.Bizzeti-Sona, P.Boutachkov, L.Corradi, F.Crespi, G.de Angelis, E.Farnea, E.Fioretto, A.Goergen, M.Gorska, A.Gottardo, E.Grodner, A.M.Howard, W.Krolas, S.Leoni, P.Mason, D.Montanari, G.Montagnoli, D.R.Napoli, A.Obertelli, R.Orlandi, T.Pawlat, G.Pollarolo, F.Recchia, A.Algora, B.Rubio, E.Sahin, F.Scarlassara, R.Silvestri, J.F.Smith, A.M.Stefanini, D.Steppenbeck, S.Szilner, C.A.Ur, P.T.Wady, J.Wrzesinski
- Onset of collectivity in neutron-rich Fe isotopes: Toward a new island of inversion? Phys.Rev. C 81, 061301 (2010)
J.Ljungvall, A.Gorgen, A.Obertelli, W.Korten, E.Clement, G.de France, A.Burger, J.- P.Delaroche, A.Dewald, A.Gadea, L.Gaudefroy, M.Girod, M.Hackstein, J.Libert, D.Mengoni, F.Nowacki, T.Pissulla, A.Poves, F.Recchia, M.Rejmund, W.Rother, E.Sahin, C.Schmitt, A.Shrivastava, K.Sieja, J.J.Valiente-Dobon, K.O.Zell, M.Zielinska
- Enhanced Quadrupole Collectivity at N=40: The Case of Neutron-Rich Fe Isotopes. Phys.Rev.Lett. 106, 022502 (2011)
W.Rother, A.Dewald, H.Iwasaki, S.M.Lenzi, K.Starosta, D.Bazin, T.Baugher, B.A.Brown, H.L.Crawford, C.Fransen, A.Gade, T.N.Ginter, T.Glasmacher, G.F.Grinyer, M.Hackstein, G.Ilie, J.Jolie, S.McDaniel, D.Miller, P.Petkov, Th.Pissulla, A.Ratkiewicz, C.A.Ur, P.Voss, K.A.Walsh, D.Weisshaar, K.-O.Zell
