Universität zu Köln

Möller, Oliver (2005). Test der X(5)-Symmetrie in 156Dy und 178Os durch Messung elektromagnetischer Übergangswahrscheinlichkeiten. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Gegenstand der vorliegenden Arbeit sind zwei Recoil-Distance-Doppler-Shift (RDDS) Lebensdauermessungen angeregter Niveaus in den Kernen 156Dy und 178Os. Die Experimente wurden am GASP Spektrometer mit dem Kölner Koinzidenz Plunger durchgeführt. Ziel der Messungen war die Überprüfung der Gültigkeit eines seit 2001 viel diskutierten Modells, der X(5)-Symmetrie. Dieses einfache kollektive Modell erlaubt die Beschreibung von Kernen am kritischen Punkt des Phasenübergangs von sphärischen zu axial-deformierten Kernen. In den Zielkernen der Messungen konnten 29 Lebensdauern tiefliegender Zustände mit zum Teil sehr hoher Genauigkeit bestimmt werden. 20 dieser Lebensdauern wurden erstmalig bestimmt. In Nebenreaktionen der Messungen wurden die Kerne 155Dy, 157Dy und 177Os bevölkert. In diesen Kernen konnten zusätzliche 27 neue Lebensdauern bestimmt und fünf weitere durch die verbesserte Analyse korrigiert werden. Die für die Berechnung der Übergangsstärken notwendigen Verzweigungsverhältnisse von Übergängen aus der beta-Bande in 156Dy konnten aus den Daten der Lebensdauermessung vervollständigt werden. Dazu wurde der Effekt der gamma-gamma-Winkelkorrelation in den nicht speziell für eine Analyse dieser Art angelegten Koinzidenzmatrizen berechnet. Durch eine geschickte Auswahl der auszuwertenden Matrizen konnte für die Ergebnisse ein sehr kleiner systematischer Fehler (<5%) erreicht werden. Die wichtigsten Ergebnisse sollen im folgenden zusammengefasst werden: Die in [EML84] vermutete Formänderung in 156Dy wurde nicht bestätigt. Konstante Quadrupolmomente in der Grundbande bis zum Spin I=14 lösen die Problematik der in dieser Referenz verwendeten Erklärung von variierenden Übergangswahrscheinlichkeiten in der Grundbande auf. Mit diesen Ergebnissen konnte zusätzlich gezeigt werden, dass der Kern 156Dy nicht in der gleichen Qualität wie seine N=90 Nachbarisotone durch das Modell der X(5)-Symmetrie beschrieben werden kann. Trotzdem bestätigen die Lebensdauern, die in der ersten angeregten Bande bestimmt wurden, die Nähe zu dem kritischen Punkt des Phasenübergangs von SU(3) zu U(5). Mit Modellrechnungen an den untersuchten Kernen wurden Merkmale herausgestellt, die zu einer Identifikation weiterer X(5)-artiger Kerne dienen können. Eine Vorauswahl von Kernen anhand dieser Testgrößen erlaubt gezielte Messungen an Kernen, die als X(5)-Kandidaten vermutet werden. Mittels dieser Merkmale wurde erfolgreich eine neue Region X(5)-artiger Kerne in den Osmium Isotopen der Massenregion A=180 erkannt. Die daraufhin in dem Kern 178Os bestimmten Übergangsstärken bestätigten die Konsistenz der Beschreibung durch das X(5)-Modell in diesen Kernen. Ein Vergleich mit den bereits etablierten X(5)-artigen Kernen der seltenen Erden zeigt eine Übereinstimmung mit dem Modell in mindestens der gleichen Güte.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Test of the X(5) symmetrie in 156Dy and 178Os by measuring electromagnetic transition probabilities English
Translated abstract:	Abstract Language This work reports on results from two Recoil-Distance-Doppler-Shift lifetime measurements of excited states in 155Dy and 178Os. The experiments were carried out at the GASP spektrometer of the Laboratori Nazional i di Legnaro in combination with the Cologne plunger apparatus. The main purpose of the performed experiments was to test the predictions of the X(5) critical point symmetry in these two nuclei. In 156Dy and 178Os 29 lifetimes of excited states were derived using the Differe ntial-Decay-Curve method. In weaker reaction channels the nuclei 155Dy, 157Dy and 177Os were populated. In these nuclei 32 additional lifetimes were measured, most of them for the first time. In order to calculate absolute transition probabilities from the measured lifetimes of the first excited band in 156Dy, essential branching ratios were derived from the measured data with a very small systematic error (<5%). The most important results can be summarized as mentioned below: Constant quadrupole moments in the ground band of 156Dy do not support the results from [EML84] and remove a big discrepancy in the discussion of shape transitions in this nucleus. Additionally these results point out that 156Dy can not be described at the same quality by the model of the X(5) symmetry as neighboring N=90 isotones. Nevertheless, lifetimes measured in the first excited band, confirm that this nucleus can be located close to the critical point X(5). With model calculations, special criteria of the X(5) model were found that can be used to identify other X(5)-like nuclei. Using these criterias a new region of X(5)-like nuclei could be suggested within the osmium isotopes in the A=180 mass region. The measured lifetimes in 178Os confirm the consistency of a X(5) description in these nuclei. A comparision with the well established X(5)-like nuclei in the N=90 isotones gives an agreement with the X(5) description of at least the same quality. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Möller, Oliver oliver@ikp.uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-18823
Date:	2005
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Physics > Institute for Nuclear Physics
Subjects:	Physics
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language X(5)-Symmetrie , Plunger , Übergangswahrscheinlichkeit , Gamma , Lebensdauer German X(5)-Symmetrie , transition probabilities , lifetime , gamma decay , plunger English
Date of oral exam:	14 February 2006
Referee:	Name Academic Title Jolie, Jan Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1882