Untersuchung der Struktur exotischer Kerne mit Hilfe von Lebensdauermessungen angeregter Zustände

• Antragsteller: Professor Dr. Alfred Dewald; Dr. Christoph Fransen
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418937767

Das Ziel des Projekts ist die Untersuchung der Entwicklung der Kernstruktur weitab vom Tal der Stabilität durch die Messung absoluter Übergangsstärken. Diese Observablen sollen aus Zustandslebensdauern bestimmt werden, die mit der Recoil Distance Doppler-Shift Methode (RDDS), gemessen werden. Der wesentliche Fokus dieser Arbeit liegt in der Untersuchung des Auftretens von Kollektivität in der Nähe von nuklearen (Unter-)Schalenabschlüssen und Änderungen der Schalenstruktur in Kernen mit extremen Verhältnissen von Protonen und Neutronen, z.B. die Beobachtung von Formkoexistenzen. Solche Phänomene wurden bereits in einer Reihe exotischer Kerne gefunden und erfolgreich im Vorprojekt unserer Arbeitsgruppe, und auch vom jetzigen Antragsteller untersucht. Der vorliegende Antrag zielt auf eine Fortsetzung dieser erfolgreichen Arbeit ab, um die existierenden experimentellen Informationen signifikant zu erweitern und damit ein umfassendes Verständnis in verschiedenen Massenregionen zu erhalten, das bislang fehlt. Die Untersuchungen erstrecken sich von neutronenreichen Kernen nahe dem Z=28 Protonen-Schalenabschluss bis zu neutronenarmen Kernen in der Nähe der Protonen-Schalenabschlüsse Z=50 und Z=82. Wir zielen zunächst auf die Erforschung der strukturellen Entwicklung leichter neutronenreicher Kerne in der Nähe von Z=28 und nahe beim doppelt-magischen Kern 78Ni ab, indem wir die protonen-ungeraden Kerne 59,61,63Mn und 75-79Cu untersuchen. Ebenso sind die neutronenarmen Isotope 112,116Te im Fokus unseres Interesses: Wir wollen hier das Rätsel lösen, dass sogar Übergangsstärken zwischen den ersten angeregten yrast Zuständen bisher nicht mit Modellrechnungen erklärt werden können. Aktuelle Monte-Carlo Schalenmodellrechnungen der Gruppe von T. Otsuka für die benachbarten Sn-Isotope, die einen sehr großen Modellraum umfassen, konnten jedoch bisher ebenfalls unerklärbare experimentelle E2 Übergangsstärken erstmals reproduzieren. Analoge Rechnungen für Te-Isotope innerhalb dieses Antrags in Kollaboration mit T. Otsuka sollen das vorgenannte Rätsel lösen und die Frage beantworten, ob Protonenanregungen über den Z=50 Abschluss hierfür verantwortlich sind, vergleichbar zu Pt und Hg Isotopen (Anregung über den Z=82 Abschluss). Wir möchten weiterhin yrast Übergangsstärken in 174,178W und 176Pt vermessen, da die bisherigen Daten widersprüchlich sind und keinen Rückschluss auf die Struktur erlauben, z.B. hinsichtlich einer möglichen Formkoexistenz in 176Pt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen