Quadrupolmoment eines deformierten Kerns Zusammenhang zum Deformationsparameter b: Die Messung der Lebensdauer von Rotationszuständen ergibt ein direktes Maß für die Deformation des rotierenden Kerns!!

B(E2)-Werte in einer Rotationsbande Beispiel: Grundzustandsbande eines gg-Kerns (K=0) •

Elektronische Zeitmessung 1 z.B.: Messung der Zeitdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gamma-Photonen Det. 1 DISC DELAY Stop TAC ADC Start Det. 2 DISC t

Elektronische Zeitmessung 2 Anwendungsgebiet für  > 100 ps Zeitspektrum Lebensdauer aus exponentiellem Abfall  = 2,24 (6) ns prompt ns

Lebensdauermessungen Für Lebensdauern unterhalb von 1 ns sind elektronische Zeitmessungen schwierig. Mit Ge-Zählern kann man Zeiten unterhalb von 5 ns nicht messen. Tricks zur Messung von kürzeren Lebensdauern: 10 fs – 1 ns Doppler-shift Methoden < 10 fs Linienbreite: 1fs  1 eV

Recoil-Distance Methode (RDM) 1   1 - 1000ps q v d Target Stopper Strahl Detektor ~1 mg/cm2 ~10 mg/cm2 Flugzeit: tf = d / v v= 0.01c, tf = 5 ps  d = 15 m In Fusionsreaktionen v ~ 1-2 % c Es = Eu(1+ v/c cos) Zerfallskurve d [mm] 1 Iu / (Iu + Is)

Recoil-Distance Methode (RDM) 2 Kölner / Yale Plunger

Recoil-Distance Methode (RDM) 3 Li Lh Bestimmung der Lebensdauer Bevölkerung des Zustandes Li Lebensdauer wird direkt aus Observablen bestimmt!

Recoil-Distance Methode (RDM) 3 t(d) G(d) F(d) 10 100 1000 Verhältnis der Observablen G(d) und F(d) muss konstant sein. Lebensdauer wird als Mittelwert der Tau-Werte bestimmt.

Doppler-shift Attenuation Methode (DSAM) 1 Es dauert ca. 1 ps bis der Kern im Stopper abgestoppt wird. Daher ist die Plunger Methode (RDM) nach unten begrenzt. Man kann jedoch die Abstoppung der Kerne auch für die Messung der Lebensdauer ausnutzen. Der Abbremsprozess basiert auf zwei physikalischen Prozessen: Elektronisches Stopping: kontinuierliche Abbremsung in Elektronengas des Festkörpers typisch: a~0,5-2MeV/(mg/cm2) b~0,7 Nukleares Stopping: Stöße mit Kernen bei kleinen Geschwindigkeiten führen zur instantanen Reduktion der Energie um diskreten Wert und Richtungsänderung

Doppler-shift Attenuation Methode (DSAM) 2 Energiespektrum N(E) ist proportional zu Geschwindigkeitsspektrum r(v) Es = Eu(1+ v/c cos) S(v,t) Abstoppen von Ionen in einem Material (Bethe-Bloch) Geschwindigkeitsspektrum ist eine Faltung von Zerfallsfunktion und der Geschwindigkeits-Zeit-Matrix

Doppler-shift Attenuation Methode (DSAM) 3 Target Stopper Strahl Germanium Detektor 26Mg @137MeV Gold 172,4,6Yb   10 fs – 1 ps Energie [keV] unshifted maximaler Doppler-shift 600 400 200 440 450 Kerne werden kontinuierlich abgebremst Gamma-Emission findet bei allen Geschwindigkeiten statt Linienform enthält Information über Lebensdauer

Doppler-shift Attenuation Methode (DSAM) 4 t = 0,6 ps