Untersuchung von Formübergängen und Formkoexistenzen in neutronenreichen ungerade-A und ungerade-ungerade Kernen um 100Zr

• Antragsteller: Professor Dr. Jan Jolie
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452176002

Mit diesem Vorhaben sollen neue und genauere spektroskopische Informationen über ungerade-A und ungerade-ungerade Kerne in der Gegend um 100Zr gesammelt werden, hauptsächlich durch Lebensdauermessungen angeregter Kernzustände mit der elektronischen Zeitdifferenzmessung. Ziel ist es, mehr experimentelle Hinweise auf die Entwicklung der Neutronen- und Protonenorbitale in dieser Massenregion zu erhalten. Die erhaltenen gamma-Strahlen Übergangsstärken sollen mit theoretischen Vorhersagen verglichen werden. Analytische wie phänomenologische kollektive Modelle, welche auf mikroskopisch hergeleitete Energiedichte-Funktionale beruhen, können sowohl den sphärischen zu deformierten Formübergang als auch die Formkoexistenzen in Kernen nahe N = 60 um 100Zr beschreiben und werden somit auch auf ihre Güte hin untersucht. Die begehrten Kandidaten sind die ungeraden 101Mo und 103Tc und das ungerade-ungerade 102Tc. Andere experimentelle Daten über das ungerade 99Y und die N = 59 isotone 98Y und 100Nb wurden vor kurzem aufgenommen und bedürfen eine Auswertung. Die zu messenden neutronenreiche Kandidaten werden sehr gut durch Kernspaltung von beispielweise 235U erzeugt. Die Experimente werden am “Lohengrin” Spaltprodukt-Separator des Institut Laue-Langevin (ILL) in Grenoble, Frankreich, durchgeführt. In Kollaboration mit dem ILL und anderen internationalen Wissenschaftlern wird das IKP 3 bis 4 Kampagnen zu Lebensdauermessungen an Lohengrin organisieren. Das IKP stellt dazu seine LaBr3(Ce) Detektoren für Messungen mit Picosekunden-Genauigkeit im niedrigen gamma-Energie Bereich zur Verfügung. Der Aufbau, die Kalibrierung sowie die Überwachung der Experimente werden von der IKP "fast-timing" Gruppe durchgeführt. Die abschließende Datenanalyse wird mit Hilfe von speziell für das ILL Datenformat angepasste und auf fast-timing Experimente optimierte Software auf den IKP Hochleistungsservern durchgeführt. Mit den neuen und genaueren Lebensdauern werden gamma Übergangsstärken berechnet welche ein Maß für die Kollektivität und somit ein Hinweis auf die Form eines Zustandes ergibt. Die Kernstrukturberechnungen mittels theoretischer Modelle basierend auf das kollektive Interagierende Boson-Fermion (-Fermion) Modell werden von Theoretischen Kernphysikern, mit denen wir seit längerem erfolgreich kooperieren, in deren Instituten durchgeführt. Unsere Motivation beruht auf eine verbesserte Einsicht auf die Entwicklung des Formübergangs und der Formkoexistenz als Funktion der Protonen- und Neutronenzahl (Orbitale) in Kernen um 100Zr, sowie die Veröffentlichung der Ergebnisse und theoretischen Interpretationen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Japan, USA
• Kooperationspartner: Noam Gavrielov, Ph.D.; Professor Dr. Ulli Koester; Professor Dr. Kosuke Nomura