Experimental Studies of the Neutron Deficient Atomic Nuclei 94Ru, 95Rh and 172Pt via their Electromagnetic Properties

Du som saknar dator/datorvana kan kontakta Pär Olsson, polsson@kth.se för information

Tid: To 2020-04-23 kl 14.00

Plats: Via Zoom: https://kth-se.zoom.us/webinar/register/WN_ZIbDpWsxSSql98O0C4TBxA, (English)

Ämnesområde: Fysik, Atomär fysik, subatomär fysik och astrofysik

Respondent: Aysegul Ertoprak , Fysik

Opponent: Professor Paul Garrett, University of Guelph, Department of Physics, 50 Stone Road E. Guelph, Ontario, Canada

Handledare: Professor Bo Cederwall, Kärnfysik, Fysik

Abstract

Denna avhandling beskriver resultat från studier av de neutronfattiga isotoperna rutenium-94 (94Ru), rodium-95 (95Rh) och platina-172 (172Pt). Den första delen av avhandlingen behandlar livstidsmätningar för högt exciterade tillstånd i kärnorna 94Ru och 95Rh med antalat neutroner, N, = 50 vilket motsvarar ett slutet skal i den modell för atomkärnors struktur som benämns skalmodellen. Livstider för 94Ru och 95Rh härleddes från en analys av Dopplerbreddade övergångslinjer uppmätta efter det att kärnorna skapats i fusion mellan jonstrålar av kalcium-40 och strålmål bestående av nickel-58. Experimentet utfördes vid den franska acceleratoranläggningen Grand Accelerateur National d'Ions Lourds (GANIL). Gammastrålning uppmättes med germaniumdetektorsystemet EXOGAM medan elektriskt laddade partiklar och neutroner som utsändes i anslutning till fusionsreaktionerna registrerades i CsI-detektorsystemet DIAMANT respektive neutron detektorsystemet Neutron Wall. För 94Ru har livstider uppmätts för åtta exciterade tillstånd med spinn i intervallet I= 13-20h. För fem av dessa bestämdes livstiden för första gången. För 95Rh har tre livstidsvärden erhållits. För ett av dem, 39/21-, har livstiden uppmättts för första gången i detta arbete. I de tvä andra fallen (37/21- och 29/22-) var livstiden känd sedan tidigare men har nu uppmätts med högre precision. De reducerade övergångssannolikheterna för magnetiska dipolövergångar och elektriska kvadrupolövergångar (B(M1) respektive B(E2)) från dessa tillstånd har härletts från de uppmätta livstiderna samt förgreningsförhållanden för de relevanta elektromagnetiska övergångarna. Dessa jämförs med och diskuteras inom ramen för storskaliga skalmodellsberäkningar (LSSM). I den andra delen av avhandlingsarbetet har den extremt neutronfattiga atomkärnan 172Pt studerats. Exciterade tillstånd i 172Pt populerades i fusionsreaktionerna 96Ru(78Kr, 2p)172Pt* och 92Mo(83Kr, 3n)172Pt* mellan jonstrålar av kryptonisotoperna med masstal 78 och 83 och strålmål bestående av tunna folier av rutenium-96 respektive molybden-92. Dessa experiment utfördes vid Acceleratorlaboratoriet vid universitetet i Jyväskylä (JYFL), Finland. Prompt gammastrålning detekterades med germaniumdetektorsystemet JUROGAM vilket var placerat i anslutning till strålmålet. Sönderfallsspektroskopi av 172Pt och andra neutronfattiga fusionsprodukter utfördes i fördröjd koincidens mellan JUROGAM och spektrometern för radioaktiva sönderfall, GREAT efter att de hade passerat den gasfyllda elektromagnetiska rekylseparatorn RITU. Den s.k. Recoil Decay Tagging (RDT)-tekniken användes för identifiering av de sällsynta 172Pt-kärnorna. På detta sätt kunde den kända strukturen av exciterade tillstånd i 172Pt och elektromagnetiska övergångar mellan dessa tillstånd och till grundtillståndet utökas. I synnerhet har ett lågt liggande tillstånd med spin-paritet 3- fastställts och sönderfallet mellan detta tillstånd och grundtillståndet observerats. Bl.a. egenskaperna hos denna gammaövergång med multipolaritet E3 stöder teoretiska förutsägelser om att atomkärnan 172Pt uppvisar oktupolkollektivitet dvs. kan exciteras från grundtillståndet till ett oktupolvibrationellt tillstånd.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-271771