Prill, Sarah
ORCID: 0000-0002-1509-7744
(2026).
Determination of lifetimes in 116,118Sn via the Doppler-shift attenuation method using pγ coincidences.
PhD thesis, Universität zu Köln.
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Abstract
This thesis investigates the lifetimes of excited states in the semi-magic mid-shell nuclei 116,118Sn via inelastic scattering experiments with proton and α beams, analyzed using the particle-γ Coincidence Doppler-Shift Attenuation Method (CDSAM). This work marks the first application of α beams for the determination of lifetimes with the centroid-shift CDSAM in Cologne and discusses resulting complications for long-lived states. Rutherford Backscattering measurements on the target and stopper layers provided precise areal densities for Monte-Carlo simulations of the stopping process. A comparative study of electronic stopping powers from Northcliffe and Schilling versus those from Ziegler et al. reveals lifetime variations of approximately 3% for proton scattering and 7-8% for α scattering. In total, lifetimes for 41 excited states in 116Sn (including 36 new measurements, along with additional upper and lower limits) and 19 states in 118Sn (with 7 new measurements) were extracted. While most values agree with the literature, the lifetimes of the first excited 2+1 states are notably shorter. The lifetimes of the first excited states of 116Sn and 118Sn are discussed in the context of transition strengths and their behavior across the Sn isotopic chain. The newly determined lifetime of a proposed Jπ = 4- quadrupole-octupole coupled (QOC) state in 116Sn was used to calculate and examine characteristic transition strengths, supporting the assignment as a member of the QOC quintuplet.
| Item Type: | Thesis (PhD thesis) |
| Translated abstract: | Abstract Language In dieser Arbeit werden die Lebensdauern angeregter Zustände in den semimagischen Mittelschalenkernen 116,118Sn durch inelastische Streuexperimente mit Protonen- und α-Strahlen untersucht, welche mit der Teilchen-γ-Koinzidenz-Doppler-Shift-Attenuation Methode (CDSAM) analysiert wurden. Dabei wird die erste Anwendung von α-Strahlen zur Bestimmung von Lebensdauern mit der centroid-shift CDSAM-Methode in Köln vorgestellt und zugehörige Komplikationen für langlebige Zustände erörtert. Die Flächendichten der Target- und
Stopperschichten, welche für die Monte-Carlo-Simulation des Stoppprozesses der rückgestreuten Targetkerne benötigt werden, wurden in weiteren Experimenten mit der Rutherford-Backscattering-Methode vermessen. Zudem wurde eine vergleichende Untersuchung des elektronischen Bremsvermögens
der Tabellen von Northcliffe und Schilling mit dem von Ziegler et al. vorgestellten durchgeführt, welche Variationen in den Lebensdauermessungen von etwa 3 % im Fall der Protonenstreuung und 7-8 % für die Experimente
mit inelastischer α-Streuung zeigt. Insgesamt wurden Λebensdauern von 41 angeregten Zuständen in 116Sn (darunter 36 erstmalig sowie zusätzliche obere und untere Grenzen) und 19 Zuständen in 118Sn (mit sieben neuen Lebensdauern) bestimmt. Während die meisten wiederbestimmten Lebensdauern mit denen aus der Literatur übereinstimmen, sind die Lebensdauern des ersten angeregten Zustandes in 116Sn und 118Sn jeweils kürzer. Letztere werden im Kontext von Übergangswahrscheinlichkeiten und deren Entwicklung entlang
der Sn-Isotopenkette diskutiert. Die zum ersten Mal βestimmte Lebensdauer des Jπ = 4- Zustands in 116Sn, welcher ein Kandidat für einen Zustand des Quadrupol-Oktupol-gekoppelten Quintuplets ist, wurde zur Berechnung und Untersuchung von charakteristischen Übergangsstärken verwenden, welche die Zuordnung als Zustand des Quintuplets unterstützen. German |
| Creators: | Creators Email ORCID ORCID Put Code |
| URN: | urn:nbn:de:hbz:38-804470 |
| Date: | 2026 |
| Language: | English |
| Faculty: | Faculty of Mathematics and Natural Sciences |
| Divisions: | Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Physics > Institute for Nuclear Physics |
| Subjects: | Natural sciences and mathematics Physics |
| Uncontrolled Keywords: | Keywords Language Lifetimes English Sn UNSPECIFIED DSAM UNSPECIFIED tin English |
| Date of oral exam: | 26 June 2025 |
| Referee: | Name Academic Title Zilges, Andreas Prof. Dr. Mücher, Dennis Prof. Dr. |
| Refereed: | Yes |
| URI: | http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/80447 |
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https://orcid.org/0000-0002-1509-7744