badanie jader atomowych neutrono-nadmiarowych

1. Badania struktury trudno-dostępnych jąder atomowych Rafał Broda Oddział Fizyki Jądrowej i Oddziaływań Silnych Zakład Struktury Jądra (NZ22) Instytut Fizyki Jądrowej im. H.Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk

3. B.Fornal, W.Królas, T.Pawłat, J.Wrzesiński, R.B. Purdue University, W.Lafayette, IN, USA Argonne National Laboratory, Argonne, Ill, USA Hahn-Meitner Institut, Berlin, Germany INFN LNL Legnaro/Padova University, Włochy Gesellschaft fuer Schwere Ionen, Darmstadt, Germany JYFL-University of Jyvaskyla, Finland LBL Berkeley, Cf, USA

8. R. Broda et al., Phys.Lett. B 251, 245 (1990) (Argonne-Notre Dame Array) 56 Fe 96 Ru

14. 48 Ca (330 MeV) + 238 U ( thick target ) GAMMASPHERE at Argonne 48 Ca 66 Ni

15. N/Z=1.54 N/Z=1.29

20. 232Th + 136Xe Berkeley experiment with ~ 80 Gammasphere detectors J.F.C.Cocks et al. Phys.Rev.Lett.78,2920 (1997) J.F.C.Cocks et al. Nucl.Phys.A645, 61 (1999)

22. Gasp

26. 208 Pb (1360 MeV) + 238 U Gammasphere at Argonne N/Z=1.54 N/Z=1.59 206 Hg

29. 132 Sn 133 Sb 134 Te 135 I 136 Xe 137 Cs 138 Ba

31. 64 Ni + 208 Pb 64 Ni + 130 Te

32. R.Broda et al., Phys.Rev. Lett. 74, 868 (95) 5 - - 4 + 2 + ( 2 + ) 0 + 1114 (4 + , 3 - ) ( 5 - ) 70 Ni 42 72 Ni 44 1.26 1.10

33.  -ray thick target measurements with DIC advantages Gamma rays from all reaction products High statistics Gamma rays from the stopped nuclei – narrow lines – easy analysis of  coincidences Detection of cross-coincidences – some potential for identification GASP CLARA PRISMA ~ advantages ~ limitations limitations Gamma spectra very complicated (hundreds of sources) Gamma rays from the short lived states smeared out by the Doppler effect (emitted before a product is stopped) Difficulties of identifications without a starting point. Angular distribution of  rays almost isotropic and

37. p 1/2 f 5/2

38. 2 +

39. Evidence of a 7/2 – isomer in 47 K 1660 M2 1/2 + 3/2 + 1660 keV line not in prompt gamma spectrum, assigned as an M2 isomeric transition: 7/2 –  3/2 + 7/2 – isomer, T 1/2 = 7 ns

40. 7ns M2

41. Shell model configurations in 48 K 47 K 28 π s 1/2 –1 π d 3/2 –1 π f 7/2 + ν p 3/2 1 – 2 – 2 – 0 – 1 – 3 – 4 + 3 + 2 + 5 + 48 K 29 π f 7/2 υ p 3/2 π s 1/2 –1 υ p 3/2 π d 3/2 –1 υ p 3/2

43. π s 1/2 υ p 3/2 π d 3/2 υ p 3/2 π f 7/2 υ p 3/2 π -2 2- (2-)

46. Energies of lowest 1/2 + , 3/2 + and 7/2 – states in odd K isotopes 2814 1/2 + MeV 2 1 0 360 771 3/2 + 2522 980 561 474 1294 738 1081 2020 2107 7/2 – 39 K 20 41 K 22 43 K 24 45 K 26 47 K 28 49 K 30 excitation energy

48. Krak ów group and collaborators R. Broda, B. Fornal, W. Królas, T. Pawłat, J. Wrzesiński IFJ PAN Kraków S. Lunardi, A. Gadea, N. Marginean, L. Corradi, A.M. Stefanini, F. Scarlassara, G. Montagnoli, M. Trotta, D. Napoli, E. Farnea Laboratori Nazionali di Legnaro and INFN Padova R.V.F. Janssens, M.P. Carpenter, T. Lauritsen, D. Seweryniak, S. Zhu Argonne National Laboratory

49. Co dalej ? 1. Zbiór danych uzyskanych w dotychczasowych eksperymentach zawiera wiele informacji, które są przedmiotem bieżącej analizy 2. W kilku eksperymentach osiągnięto statystyki pozwalające na analizę korelacji kątowych gamma-gamma, które służą do weryfikacji oznaczeń spinów i parzystości stanów jądrowych 3. Planowane są dalsze eksperymenty z układem CLARA-PRISMA, by identyfikować nowe struktury jąder neutrono-nadmiarowych 4. Badanie rozpadów radioaktywnych i stanów izomerycznych jąder z egzotycznym nadmiarem neutronów, produkowanych w reakcjach fragmentacji – współpraca z NSCL Michigan State University i Argonne NL

50. 5. Rozpoczęto oryginalne pomiary czasów życia stanów jądrowych z zastosowaniem na układzie CLARA-PRISMA zmodyfikowanej metody – „recoil distance” ( w grudniu 2007 przeprowadzono pierwszy eksperyment i uzyskano znakomite wyniki) 6. Współpraca z grupami teoretyków z MSU i z Japonii specjalizującymi się w obliczeniach modelu powłokowego