Universität zu Köln

Um die Kernstruktur eines oder mehrerer Kerne zu beschreiben, sollten mehrere Observablen herangezogen werden. Die Anregungsenergien von Zuständen mit gegebenem Spin und Parität sind oft bekannt und liefern einen guten ersten Eindruck. Übergangsstärken von angeregten Zuständen liefern eine bessere Aussage, da sie quadratisch von der Wellenfunktion abhängen. Diese können modellunabhängig aus korrespondierenden Zustandslebensdauern bestimmt werden. Innerhalb dieser Arbeit wurden insgesamt vier Experimente durchgeführt, um die Lebensdauer von angeregten Zuständen in 180Pt und 178Hg zu messen. Im neutronenarmen Massenbereich am Schalenverschluss bei Blei (Z = 82) werden interessante Phänomene wie Formkoexistenz und Formübergänge beobachtet. Das prominenteste Beispiel ist 186Pb, das drei verschiedene Formen aufweist. Der Grundzustand sowie zwei angeregte 0+-Zustände zusammen mit den entsprechenden Rotationsbanden können Teilchen-Loch-Anregungen zugeordnet werden, die zu den verschiedenen Formen führen. Eine ähnliche Situation ergibt sich für die Hg-Isotope in der Nähe der Schalenmitte für Neutronen bei N = 104, das leichteste Isotop, für das Übergangsstärken bekannt sind, ist 180Hg. Entfernt man sich vom Schalenabschluss, sind die 176,178,180Os-Isotope gute Kandidaten für die X(5)-Symmetrie, bzw. dem Übergang von sphärisch zu axial deformierten Kernen. Es stellen sich zwei Fragen: Wie können die Pt-Isotope zwischen Os und Hg beschrieben werden und wie ist die Entwicklung der Formkoexistenz in den Hg-Isotopen jenseits der Schalenmitte? Beide Fragen werden in dieser Arbeit diskutiert. 180Pt zeigt keine Eigenschaften eines X(5)-ähnlichen Formübergangs und Teilchen-Loch-Anregungen spielen eine entscheidende Rolle. Diese Struktur erreicht den Grundzustand und eine neue sogenannte “island of inversion” wurde gefunden. Dies beantwortet gleichzeitig die langjährige Frage, ob es erforderlich ist veschiedene Konfigurationen zu mischen, um die Pt-Isotope zu beschreiben oder nicht. Aus den Anregungsenergien in 178Hg liegt der Kern voraussichtlich am Rande der Form-Koexistenz-Region. Die gemessenen Übergangsstärken bestätigen, dass sich die Struktur mit unterschiedlicher Form zu höher liegenden Zuständen verschiebt. Es tritt jedoch mit abnehmender Neutronenzahl ein neues Phänomen auf, es bildet sich eine mittlere Deformation (zwischen normaler und Superdeformation) aus. Die Interpretation erfolgt durch den Vergleich mit mehreren vorhandenen Rechnungen sowie eigenen Berechnungen unter Verwendung geometrischer Modelle und des Interacting Boson Modells. Die Experimente wurden an verschiedenen Beschleunigeranlagen mittels der Recoil Distance Doppler- Shift Methode (RDDS) durchgeführt, lediglich bei einem Experiment zur Messung von langen Lebensdauern wurde elektronisches Timing zur Messung verwendet. Ferner wurde während eines Experiments ein dedizierter Plunger getestet und in Betrieb genommen. Das GALILEO-Spektrometer ist der Nachfolger von GASP und erforderte ein völlig neues mechanisches Design des Plungers. Die fragile Konstruktion ermöglicht erstmalig die Kombination mit Teilchendetektoren wie z.B. EUCLIDES.

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