Kern- und Teilchenphysik Kapitel 11 Kernzustände

Schalenmodell – Einfache Vorhersagen 2 Beispiele: Gefüllte Schale +1 Gefüllte Orbitale +1 Gefüllte Schale -1

g-Faktoren ungepaarte Protonen ungepaarte Neutronen Schmidt-Linien

Transfer am Q3D Spektrographen 208Pb(3He,d)209Bi Ablenkung im Magneten (aus Casten) (aus Heyde)

Einteilchenzustände in Theorie und Experiment 1/2 - 5/2 - 3/2 - 13/2 + 7/2 - 9/2 - 5/2 + 9/2 + 11/2 + 5/2 + 15/2 - 1/2 + 7/2 + 207Pb 209Pb

Transfer-Reaktion – 90Zr(d,p)91Zr 2,044 L=2 L=0 Angeregte Zustände in 91Zr 1,206 1,471 1,885 L=4 L=5

Struktur von 91Zr Vergleich des gemessenen und des theoretischen Wirkungsquerschnitts Spektroskopischer Faktor

Die d-Wechselwirkung – Exaktes Verhalten 3

2+ Energien in den Sn Isotopen (aus Casten)

Systematik der 2+ Energien (aus Heyde)

Quadrupoldeformation

Kern- und Teilchenphysik Kapitel 11 Kernzustände

Schalenmodellzustände 9/2 + 11/2 + 5/2 + 15/2 - 1/2 + 1/2 - 5/2 - 3/2 - 13/2 + 7/2 - 207Pb 209Pb

Elektr.& magn. Dipolstrahler

Auswahlregeln für g-Zerfall für (Eℓ)-Strahlung für (Mℓ)-Strahlung

Winkelverteilung

Messung der Gamma-Polarisation P Q: Polarisations-Sensitivität Compton Streuung bevorzugt Streuung in Ebene senkrecht zum E-Vektor! Zählraten für Streuung senkrecht und parallel zur Emissionsebene.

Compton-Polarimetrie A(q)

Relevante Multipolaritäten Hieraus folgt: Jede höhere Multipolordnung wir mit 10-4 unterdrückt In Atomen (Unterdrückung mit 10-6 ) führt dies dazu, dass es fast ausschließlich Dipolstrahlung bei Hüllenübergängen gibt. Im Kern dominieren niedrige Multipole wobei auch ℓ = 2 meistens noch konkurrieren kann und auch ℓ =3,4 vorkommen können (jedoch selten)

Weisskopf-Abschätzung

T1/2 für Weisskopf-Abschätzung

Evidenz für Kollektivität (aus Heyde)

Riesenresonanz

Kohärente Anregung

Giant Resonances Isoscalar Isovector Monopole (GMR) Dipole (GDR) Electric giant resonances Photo-neutron cross sections Isoscalar Isovector Berman and Fulz, Rev. Mod. Phys. 47 (1975) 47 208Pb 120Sn 65Cu Monopole (GMR) Dipole (GDR) Quadrupole (GQR)

Mögliche kohärente Anregungen

GDR in deformierten Kernen

Oberflächenparameterisierung (aus Ring & Schuck)

Beispiel für Vibrationskern: 118Cd Es sind Anharmonizitäten Vorhanden !! |1 |0 |2 |3 (aus Casten)

Systematik der Cd Isotope (aus Casten)

Oktupoloszillationen Relevanter Operator: Y3m Es gibt mehrere Orbitale unterhalb der Fermienergie bei Z=82, N=126 mit DL=3 Partnern oberhalb der Fermienergie B(E3)= 34 W.u.

Vorhersagen für Kerndeformation Möller et al.

Kernformen

Rotationsspektren

Anregungsschema eines deformierten Kerns

Trägheitsmoment von Kernen Trägheitsmoment eines starren Rotationsellipsoiden Trägheitsmoment eines wirbelfreine flüssigen Rotationsellipsoiden Trägheitmoment von Kernen liegt zwischen den betrachteten Extremen Grund: Paarung produziert superfluide Phase Reale Kerne

Superdeformation

perfekter Quantenrotor - Superdeformation 192Hg 200 300 400 500 600 700 Energie (keV) Konstante Differenz der Gammaenergien ist ein Hinweis auf Rotation!

Schalenmodelanregungen und Rotation 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Energie (keV)

Isospin Isospin eines Kerns mit N,Z Isospin im Zwei-Nukleonen-System Proton und Neutron sind Zustände des Isospinoperators Isospin eines Kerns mit N,Z Tz -1 0 1 pp p  n pn nn E Isospin im Zwei-Nukleonen-System pp pn nn S= 0 0 0 pn S= 1

Isospin-Triplett

Evolution von Kernstruktur