Universität zu Köln

Saha, Bejoy (2004). Bestimmung der Lebensdauern kollektiver Kernanregungen in 124-Xe und Entwicklung von entsprechender Analysesoftware. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Zur Untersuchung der Kernstruktur von 124-Xe wurde eine Recoil Distance Doppler Shift (RDDS) Koinzidenzlebensdauermessung mit dem Kölner Plunger am EUROBALL IV Spektrometer durchgeführt. Das Experiment fand am VIVITRON-Beschleuniger in Strasbourg statt. Zur Bevölkerung der Zustände in 124-Xe wurde die Fusions-Verdampfungsreaktion 110-Pd(18-O, 4n)124-Xe bei einer Strahlenergie von 80 MeV genutzt. Es wurden die Lebensdauern von 19 angeregten Kernzuständen in 124-Xe mit der Differential Decay Curve (DDC) Methode aus gamma-gamma-Koinzidenzdaten bestimmt. Die sich daraus ergebenden reduzierten Übergangswahrscheinlichkeiten wurden zur Überprüfung verschiedener theoretischer Vorhersagen verwendet. Der B(E2;0+ -> 2+) Wert in 124-Xe fügt sich gut in die B(E2;0+ -> 2+) Systematik der Nachbarkerne ein. Es konnte eine Grundzustandsdeformation von beta=0.218 bestimmt werden. Eine Mischungsrechnung der Grundzustandsbande mit zwei S-Banden in der Bandenkreuzungsregion bei Spin 10 bis 14 zeigt eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Diese Berechnung deckte eine 70 prozentige Beimischung der Neutronen(h(11/2))^2 Quasiteilchen--Struktur zum niedrigsten 10+ Zustand bei 3172 keV auf, der zuvor der Grundzustandsbande zugeordnet wurde. Folglich hat der 10+ Zustand bei 3503 keV einen 70 prozentigen Anteil der Struktur der Grundzustandsbande. Die erstmals gemessenen Lebensdauern der M1 Bande lieferten B(M1) Werte, die mit dem Spin abnehmen. Dieses Verhalten wird für den Fall der magnetischen Rotation erwartet, kann aber auch auf der Basis einer Rotationsbande mit negativer Parität erklärt werden, die auf einer (Protonen(h(11/2))^2 X Neutronen(h(11/2)g(7/2))) Vierteilchenanregung mit einem effektiven K von 9 hquer aufgebaut ist. Um eine endgültige Antwort auf die Frage nach der zugrunde liegenden Struktur der M1 Bande in 124-Xe zu geben, wird die Parität dieser Bande benötigt, sowie ein Vergleich mit Tilted Axis Cranking (TAC) Berechnungen. Es wurden zwei Berechnungen im Rahmen der sd-Version des Interacting Boson Model (IBM) mit zwei verschiedenen Hamilton Operatoren durchgeführt. Diese zeigen beide eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen B(E2) Werten und dem niederenergetischen Spektrum von 124-Xe. Das Staggering der Zustände in der quasi--gamma Bande kann aber nur in der IBM Berechnung mit dem erweiterten n_(d)-Quadrat-ECQF Hamiltonian reproduziert werden, der einen Bosonen-Paarwechselwirkungsterm enthält. Darüber hinaus wurde in dieser Arbeit neue Analysesoftware vorgestellt, die im Rahmen der Untersuchung des Kerns 124-Xe entwickelt wurde. Hierbei handelt es sich um Programme, die sowohl bei der Analyse der gamma-spektroskopischen Daten als auch bei einem Teil der theoretischen Berechnungen im Rahmen der Diskussion der experimentellen Ergebnisse verwendet wurden.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language For the investigation of the nuclear structure of 124-Xe a recoil distance doppler shift (RDDS) measurement was performed, using the Cologne Plunger in combination with the EUROBALL IV spectrometer. The experiment was carried out at the VIVITRON accelerator in Strasbourg. The states in 124-Xe were populated in the fusion--evaporation reaction 110-Pd(18-O, 4n)124-Xe at a beam energy of 80 MeV. 19 lifetimes of excited states in 124-Xe were derived by means of the differential decay curve (DDC) method applied on gamma-gamma coincidence data. The deduced transition probabilities were used to test different theoretical predictions. The B(E2;0+ -> 2+) value of 124-Xe fits well into the B(E2;0+ -> 2+) systematics of the neighboring nuclei and a ground state deformation beta=0.218 was deduced. A three-band mixing calculation for the crossing region of the ground state band with two S-bands at spins 10-14, shows a good agreement with the experimental data and reveals a 70% admixture of the neutron(h(11/2))^2 quasiparticle structure to the lowest 10+ state at 3172 keV, previously assigned to the ground state band. Consequently the 10+ state at 3503 keV is of 70% ground state band heritage. The deduced B(M1) values of the M1 band decrease with increasing spin, which is the expected behaviour for magnetic rotation, but can also be described on the basis of a rotational band with negative parity, assuming a (proton(h(11/2))^2 X neutron(h(11/2)g(7/2))) structure with an effective K value of about 9 hbar. To give a final answer to the question of the underlying structure of the M1 band, the parity of the band is required. Two calculations in the framework of the sd-version of the Interacting Boson Model (IBM) with two different Hamiltonians were performed, both showing a good agreement with the experimental B(E2) values and the low energy spectrum. The weakened staggering of the quasi-gamma band can indeed only be described by using the extended n_(d)-square-ECQF Hamiltonian with a pairing interaction term. Furthermore new software is presented, which was developed within the investigation of the nuclear structure of 124-Xe. It was used in the analysis of the spectroscopic data as well as for theoretical calculations performed for the discussion of the experimental results. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Saha, Bejoy B.Saha@ikp.uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-12464
Date:	2004
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 Lebensdauern, 124-Xe, Analysesoftware German
Date of oral exam:	11 July 2004
Referee:	Name Academic Title Jolie, Jan Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1246