Rotacja momentu magnetycznego w jądrach atomowych

1. Proseminarium fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych Rok akademicki 2004/2005 Rotacja momentu magnetycznego w jądrach atomowych Marcin Paweł Sadowski Zakład Fizyki Jądra Atomowego

2. Plan • Rotacje jąder zdeformowanych • Intrygujące jądro 199Pb • Nowy model jądra – model „szczypcowy” • Moment magnetyczny jądra • Czy tylko 199Pb? • Co dalej? Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

3. Kiedy jądro może rotować? jądro wydłużone ? oś symetrii jądro spłaszczone ? ? Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

4. Jądra zdeformowane p n 10–20 s n α 10–16 s Założenie: J = const wówczas: E ~ I(I+1) γ γ γ 10–9 s J moment bezwładności I moment pędu γ Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

5. Rotacje jąderzdeformowanych • Przykład: jądro 152Dy • Promieniowanie E2 • Równoodległe linie • E ~ I2 Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

6. Zaskoczenie! • Widmo rotacyjne ergo jądro zdeformowane — ale nie koniecznie! • Równoodległe linie • E ~ I2 • Promieniowanie M1 zamiast E2 ergo jądro sferyczne! Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

7. Przykład: jądro 199Pb Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

8. Porównanie 152Dy vs. 199Pb Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

9. Promieniowane E2 vs. M1 promieniowanie elektryczne kwadrupolowe E2 promieniowanie magnetyczne dipolowe M1 –q i +q +q –q Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

10. Nowy model jądra • Rok 1993 — Stefan Frauendorf • 199Pb = 82p + 117n199Pb = rdzeń + 2p + 3n p 80p + 114n n Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

11. Sprzężenie momentów pędu I I I jp jn jp jn jp jn E1 < E2 < E3 Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

12. Mechanizm „szczypcowy” I jn jp Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

13. Kręci się! jn jp Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

14. Moment magnetyczny jądra μp μp I I jp jp μtot jn μn μtot jn μn Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

15. Rotujący moment magnetyczny I μtot jn jp Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

16. Potwierdzenie doświadczalne 199Pb B ~ (μ)2 R. M. Clark, A. O. Macchiavelli, Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 2000, 50:1-36 silne przejścia M1 słabe przejścia E2 Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

17. Przewidywania S. Frauendorf Jądra stabilne Liczba protonów, Z Rotacja magnetyczna „Terra incognita” Jądra zbadane Liczba neutronów, N Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

18. Przypadki zidentyfikowane 86Rn radon 82Pb ołów 73Ta tantal 64Gd gadolin 63Eu europ 51Sb antymon 50Sn cyna 49In ind 48Cd kadm 37Rb rubid 36Kr krypton 35Br brom Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

19. Porównanie Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

20. Co dalej? • Rotacja magnetyczna w jądrach idealnie sferycznych • Rotacja antymagnetyczna • Otwieranie się „szczypiec” wraz ze wzrostem energii wzbudzenia jp1 μtot = 0 μ1 jn μ2 I jp2 Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

21. Zakończenie • Zjawisko zaskakujące • Weryfikacja informacji na temat jądra atomowego • Informacje o oddziaływaniach między nukleonami walencyjnymi Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”

22. Dziękuję za uwagę Marcin Paweł Sadowski „Rotacja momentu magnetycznego…”