Universität zu Köln

Rother, Wolfram (2011). Lifetime Measurements in 62,64,66Fe. PhD thesis, Universität zu Köln.

Preview

PDF Arbeit.final.pdf - Published Version Download (7MB)

Abstract

This work reports on model-independent lifetime measurements of the first 2+ states in 62,64,66Fe at the National Superconducting Cyclotron Laboratory. While confirming the known value for 62Fe, the experiment on 64Fe could reduce the experimental error on 64Fe significantly. The lifetime of the first 2+ state in 66Fe was not known beforehand. Excited states were populated by inverse kinematics Coulomb excitation after projectile fragmentation. To account for Doppler shift attenuation in target and degrader, relativistic Lorentz Boost and solid angle related effects, a dedicated simulation tool was written. The program reproduces the line-shape of detected gamma-rays using a discretisation approach. Collectivity around N = 40 is discussed based on the new and on older B(E2) data. The new values confirm the rising collectivity in iron isotopes at N = 38, that was recently reported. More so, the drastic reduction of the experimental error puts this statement on a sound footing. The present data on 66Fe were the first to show the persistence of enhanced collectivity in the iron chain at N = 40. While numerical calculations for this region of the nuclear chart were not successful in the past, the purely phenomenological approach of the modified Valence Proton Symmetry yields a rather good description of collective nuclei around N = 40. The state-of-the-art effective LNPS interaction is basis for a beautiful shellmodel description of the new data set. Improvements on the interaction and on the computational power side allow for a very detailed description of collective nuclei far from the valley of stability.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Lebensdauermessungen in 62,64,66Fe German
Translated abstract:	Abstract Language Im Rahmen dieser Arbeit wurden Lebensdauermessungen der ersten 2+ Zustände in 62,64,66Fe durchgeführt. Neben einer Bestätigung des bekannten Wertes für 62Fe, war es möglich, den vorliegenden Wert für 64Fe mit einem erheblich kleineren experimentellen Fehler zu messen. Die 2+ Lebensdauer in 66Fe wurde erstmals im Rahmen der hier beschriebenen Experimente bestimmt. Alle drei Kerne wurden als schnelle Fragmente am National Superconducting Cyclotron Laboratory, Michigan State University zur Verfügung gestellt. Die 2+ Zustände wurden durch inverse Coulomb Anregung bevölkert. Zur Auswertung der gewonnenen Gamma-Spektren wurde eine Linienformsimulation geschrieben. Sie berücksichtigt die Abschwächung der Dopplerverschiebung in Target und Degrader, den relativistischen Lorentz Boost und die Änderung des vom Detektor bedeckten Raumwinkels. Die Zahl der Diskretisierungsschritte ist nunmehr frei wählbar. Im vorliegenden Fall waren 36 Schritte ausreichend. Auf Basis der neuen und den in der Literatur vorhandenen B(E2)Werten wird die Kollektivität in der Massenregion um N = 40 diskutiert. Die zunehmende Kollektivität in der Eisenreihe bei N = 38, 64Fe, kann durch den neuen Messwert bestätigt werden. Durch den drastisch kleineren Fehler ist diese Ausage nun deutlich belastbarer als zuvor. Die dieser Arbeit zugrunde liegenden Experimente ermöglichen erstmals eine Aussage über die Kollektivität bei N = 40. Tatsächlich zeigt auch der 2+ Zustand in 66Fe stark kollektive Züge. Diese Massenregion entzog sich bis dato weitgehend (erfolgreichen) fundamentalen numerischen Ansätzen. Als rein phänomenologische Beschreibung liefert die modifizierte Valence Proton Symmetry (VPS) eine vollständig parameterfreie Beschreibung der kollektiven Kerne der Region. Die Übereinstimmung mit Schalenmodellrechnungen unter Verwendung der modernsten effektiven Wechselwirkung für diese Region (LNPS) wird zum Abschluss der Arbeit betrachtet. Die Resultate beider Ansätze werden mit den experimentellen Werten verglichen. Die VPS zeigt eine gute Übereinstimmung mit dem Experiment und ist in der Lage, das generelle Verhalten in der Massenregion um N = 40 zu beschreiben. Zukünftige Messungen werden zeigen, ob dieser rein phänomenologische Ansatz Vorhersagekraft hat. Die Schalenmodellrechnungen auf Basis der LNPS-Wechselwirkung liegen in nie dagewesener Nähe zu den experimentellen Daten in einer Region der Nuklidkarte, die zuvor nicht erfolgreich durch Schalenmodellrechnungen erfasst werden konnte. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Rother, Wolfram wolfram.rother@googlemail.com UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-41615
Date:	April 2011
Publisher:	München: Hut
ISBN:	978-3-86853-904-2
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Physics > Institute for Nuclear Physics
Subjects:	Physics
Date of oral exam:	8 April 2011
Referee:	Name Academic Title Jolie, Jan Prof. Dr. Dewald, Alfred Priv.-Doz. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/4161