Universität zu Köln

HÄFNER, Guillaume (2021). Lifetimes and nuclear structure around 132Sn. PhD thesis, Universität zu Köln.

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• Lifetimes and nuclear structure around 132Sn. (deposited 20 Dec 2021 11:41) [Currently Displayed]

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Abstract

The investigation of neutron-rich nuclei around the doubly magic 132Sn provides one of the best opportunities to test two-body matrix elements from nuclear theory far off the valley of stability. A sensitive probe to gain information into the nuclear wave functions is lifetimes of excited states. In the course of this work, data from two experiments were analyzed. The first experiment dedicated to lifetime measurements was performed at the ALTO facility in Orsay. Neutron-rich nuclei were produced in fast neutron-induced fission of 238U and γ rays detected using a combination of high-purity germanium (HPGe) and lanthanum bromid (LaBr3) detectors. New spectroscopic information and lifetimes of low-lying excited states in tellurium and iodine isotopes beyond N=82 were measured. Lifetimes of low-lying excited states in 134,136Te and 135I were remeasured and the 6+1 state in 136Te was measured for the first time. First results on lifetimes of the 2+1, 4+1 and 6+1 states in 138Te and (9/2+1), (13/2+1) and (17/2+1) states in 137,139I are obtained and reduced transition probabilities were extracted. The experimental data were compared to theoretical calculations in the framework of the nuclear shell model. This work provides new insights into the development of collectivity outside the doubly magic 132Sn and contributes to the understanding of the nuclear structure beyond N=82. The second experiment was dedicated to the investigation of isomers below 132Sn. The experiment was performed at the Radioactive Isotopes Beam Facility of the RIKEN Nishina Center in Japan. Exotic nuclei were produced through in-flight fission of 238U and the resulting cocktail beam mass separated and identified using the BigRIPS fragment separator. Ions of interest were implanted in a copper catcher and γ rays detected using four HPGe detectors in lose geometry. Half-lives of isomers in neutron-rich tin and tellurium isotopes were remeasured and the results compared to theoretical calculations. From both experiments, the importance of the proton excitations for the evolution of collectivity in the tellurium isotopes around N=82 could be confirmed.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Lebensdauern und Kernstruktur um 132Sn German
Translated abstract:	Abstract Language Die Untersuchung neutronenreicher Kerne um den doppelt magischen Kern 132 Sn bietet eine der besten Möglichkeiten um Zwei-Körper-Matrixelemente aus kernphysikalischen Theorien fernab der Stabilität zu untersuchen. Eine sensitive Größe um Informationen über die Kernwellenfunktionen zu erhalten sind Lebensdauern angeregter Zustände. Im Zuge dieser Arbeit wurden zwei Experimente ausgewertet. Das erste Experiment ist Lebensdauermessungen gewidmet und wurde an der ALTO Einrichtung in Orsay durchgeführt. Neutronenreiche Kerne wurden in Spaltung von 238U mittels schneller Neutronen produziert und Gammastrahlen mit einer Kombination aus hochreinen Germanium (HPGe) und Lanthanbromid (LaBr3) Detektoren detektiert. Neue spektroskopische Informationen und Lebensdauern von angeregten Zuständen in Tellur- und Iodisotopen jenseits von N=82 wurden ermittelt. Lebensdauern von tiefliegenden angeregten Zuständen in 134,136Te und 135I wurden neu gemessen und der 6+4 Zustand in 136Te wurde erstmals bestimmt. Erste Ergebnisse von Lebensdauern 2+1-, 4+1- und 6+1-Zustände in 138Te und (9/2+1)-, (13/2+1)- und (17/2+1)-Zustände in 137,139I wurden erlangt und reduzierte Übergangswahrscheinlichkeiten extrahiert. Die experientellen Daten wurden mit theoretischen Schalenmodellrechnungen verglichen. Diese Arbeit liefert neue Erkenntnisse über die Entwicklung der Kollektivität außerhalb des doppelt magischen 132Sn und trägt zum Verständnis der Kernstruktur jenseits von N=82 bei. Das zweite Experiment ist der Untersuchung isomerer Kernzustände unterhalb von 132Sn gewidmet und wurde an der Einrichtung für radioaktive Isotopenstrahlen des RIKEN Nishina Zentrums in Japan durchgeführt. Exotische Kerne wurden mittels Spaltung von 238U produziert und der resultierende Cocktailstrahl massensepariert und mittels BigRIPS Fragmentseparator identifiziert. Ionen, die von Interesse sind, wurden in einer Vorrichtung implantiert und Gammastrahlen mit Hilfe von HPGe Detektoren in kompakter Geometrie detektiert. Halbwertszeiten von Isomeren in neutronenreichen Zinn- und Tellurisotopen wurden nachgemessen und die Ergbenisse mit theoretischen Rechnungen verglichen. Durch de Ergebnisse beider Experimente konnte die Relevanz der Protonenanregungen für die Evolution der Kollektivität in Tellurisotopen bestätigt werden. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code HÄFNER, Guillaume guillaume-haefner@gmx.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-542801
Date:	12 December 2021
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
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Nuclear structure, gamma spectroscopy, lifetime, 132Sn English Kernstruktur, Gammaspektroskopie, Lebensdauer, 132Sn German Structure nucléaire, spectrométrie gamma, durée de vie, 132Sn French
Date of oral exam:	29 October 2021
Referee:	Name Academic Title JOLIE, Jan Prof. DÛCHENE, Gilbert Dr. CEDERWALL, Bo Prof.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/54280