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Wirkungsquerschnitt 2

multiple Coulombanregung. Kernstruktur- information. Wirkungsquerschnitt 2. Kleine Geschwindigkeiten b: hauptsächlich Anregung über E2, E3 und E4 magnetische Anregung kann vernachlässigt werden (Operator beinhaltet (v/c) 2 <<1).

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Wirkungsquerschnitt 2

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Presentation Transcript

  1. multiple Coulombanregung Kernstruktur- information Wirkungsquerschnitt 2 • Kleine Geschwindigkeiten b: • hauptsächlich Anregung über • E2, E3 und E4 • magnetische Anregung • kann vernachlässigt werden • (Operator beinhaltet (v/c)2<<1) • Bestimmung der Matrixelemente aus der Messung des Wirkungsquerschnittes für die Coulomb-Anregung!! • Spektroskopie der gestreuten Teilchen (leichte Projektile) • Spektroskopie der g-Quanten im Zerfall

  2. Maximale Anregungsenergie (1) Maximale Anregungsenergie in einem Stoss Betrachte eine Stosszeit t im Verhältnis zur Kernperiode w: Adiabasie-Parameter x<<1: Stoss verläuft so schnell, dass in seiner Fouriertransformierten genügende Amplituden mit Frequenz w vorhanden sind x=1 : Stoss verläuft so langsam, dass keine Anregung mehr stattfindet „adiabatischer Cut-off“

  3. Maximale Anregungsenergie (2) Relativistische Coulombanregung ... dazu später Einschussenergie so hoch ist, dass sich beide Kerne berühren èBetrachtung ist nur noch gültig bis maximal zum Grazing-Winkel Fazit: Es lassen sich in „sicherer“ Coulombanregung bei schweren Kernen bis zu einige MeV Anregungsenergie erreichen.

  4. . . . Maximaler Drehimpulsübertrag Multiple Coulombanregung Mehrere Anregungsschritte in einem Stoss Rotationsbande in deformiertem Kern: „grazing collision“ Fazit: Es lassen sich also mit multipler Coulomb- anregung auch Hochspinzustände bevölkern.

  5. Beispiel (Teil 2) Beispiel: 160Gd ( 208Pb, 208Pb‘ ) 160Gd Max. Anregungsenergie reicht für Rotations- und Vibrationszustände aus. Rotationsbanden lassen sich bis etwa 30 ħ bevölkern. Sichere Energien entsprechen typischerweise Geschwindig- keiten von 0.1c.

  6. Experimentaufbau g-Detektoren Teilchendetektoren 232Th 208Pb Vergleich mit CLX oder GOSIA Rechnungen g-Teilchen- Koinzidenzen è è

  7. Beispiele (1) Lmax = 28 ħ

  8. Beispiele (2) Kleinere Abstände (grössere Streuwinkel) Þ höhere Drehimpulse E/A = 6.3 MeV/u Lmax = 16 ħ Lmax = 22 ħ Zwei-Neutron-Transfer, d.h. keine sichere Coulombanregung mehr!

  9. Beispiele (3) E/A = 17 MeV/u Lmax = 10(12) ħ • Höhere Einschussenergie • weniger multiple Coulex • weniger Drehimpulsübertrag (bei gleichen Abständen D!) Lmax = 14 ħ

  10. Beispiele (3) E/A = 17 MeV/u Lmax = 10(12) ħ • Höhere Einschussenergie • weniger multiple Coulex • weniger Drehimpulsübertrag (bei gleichen Abständen D!) Lmax = 14 ħ

  11. Normale und inverse Kinematik Bsp.: 144Ba (~3MeV/u) on 2mg/cm2208Pb Inverse Kinematik: AP > AT Bsp.: 144Ba (~3MeV/u) on 2mg/cm260Ni Problem: Ein CoM-Winkel hat zwei Loesungen im Laborsystem

  12. Vergleich RIB und stabilerStrahl RIB: -niedrigeIntensitaeten -niedrigeEinschussenergien -> kleineStreuwinkel -inverse Kinematiknotwendig (da kein Target realisierbar) -> oft nurEinstufenanregungmoeglich StabilerStrahl: -hoheIntensitaeten -> Gefahr der Schaedigung der Teilchendetektoren LSG.: TeilchendetektionunterRueckwaertswinkel -beliebigeEinschussenergien (sofern ‘safe’) -beliebige Targets moeglich -> Variation des Experiments (Energie, Target, Teilchendetektionswinkel) auf interessierendeAnregung

  13. ZusammenfassungCoulombanregung Streuwinkel: Klein -> Einstufenanregung ueberwiegt Gross -> Tendenz zur Mehrstufenanregung Einschussenergie: -Sofern ‘safe’, je mehr desto besser da WQS proportional zur Geschwindigkeit -Bestimmt maximale Anregungsenergie Z des Streupartners: Klein -> Einstufenanregung Gross -> Mehrstufenanregung A des Streupartners: Vernuenftig waehlen, so dass Rennung moeglich Intensitaet: Sofern keine zu hohe Totzeiten der Elektronik oder Detektorschaeden: Je hoeher desto besser

  14. Der Oktupol Freiheitsgrad Literatur: P.A.Butler & W.Nazarewicz Rev. Mod. Phys. 68 (1996) 349

  15. Parametrisierung der Kernoberflaeche • 2n-Pol: n=0 -> Monopol -> Sphaerisch n=1 -> Translation sollteesnichtgeben n=2 -> Quadrupol -> ProlatoderOblat n=3 -> Oktupol -> Kommtgleich… n=4 -> Hexadekupol -> Verbeult Oberflaeche: Deformationsparameter: Reduzierte Ubergangswahrsch.:

  16. Oktupol Oberflaechenstruktur Jp=3- -> m=-3,-2,-1,0,1,2,3 Oberflaechenform: Keine Parametrisierung moeglich die nur den Oktupoldeformations- parameter b3 beinhaltet. Aus Symmetriegruenden ist nur eine Parametrisierung moeglich die von b2 und b3 anhaengig ist. (Zumindest haben die Theoretiker noch keine gefunden.)

  17. Oktupolanregung als Funktion von b2 Deformed b2>bcrit Near Spherical b2<bcrit Transitional b2~bcrit Spherical b2=0

  18. Well deformed (b2) nuclei P.D.Cottle and N.V.Zamfir Phys.Rev.C 54 (1996) 176

  19. Well deformed (b2) nuclei P.D.Cottle and N.V.Zamfir Phys.Rev.C 54 (1996) 176 M.Scheck et al., Phys.Rev. C 67 (2003) 064313

  20. Well deformed (b2) nuclei P.D.Cottle and N.V.Zamfir Phys.Rev.C 54 (1996) 176 M.Scheck et al., Phys.Rev. C 67 (2003) 064313

  21. Oktupole und E1 Momente Im Kern sind nur Protonen geladen. Klassischer Dipol: ist nicht moeglich Mechanismus: Trenne Protonen und Neutronen raeumlich, d.h. Ladungs- und Massenschwerpunkt. BeimWechselspiel von Quadrupol- (2+) und Oktupol- (3-) Freiheitsgradkann dies geschehen + Effektives nukleares Dipolmoment: + + + +

  22. Was sagen aktuelle Theorien? GOG: Hartree-Fock Bogoliubov Mit Gogny D1S Kraft BCP: Barcelona Catania Paris Energiedichtefunktionaltheorie In der Tat kommen sich bei entsprechender Besetzung Nilsonorbits aus den n: j15/2 und g9/2 und p: i13/2 und f7/2 Schalen nahe. L.M.Robledo et al., Phys.Rev.C 81 (2010) 034315

  23. Inverse Summenregel: B(E3)/E3

  24. Wie misst man einen B(E3)-Wert? g-Zerfall E1 Kanal dominiert (10000x – 1000000x staerker) -> gar kein E3 beobachtbar… schnueff -> i.a. keine Info aus Lebensdauermessung Ausnahmen: 156Gd und 208Pb. In beiden Kernen ist der 3- Zustand der erste angeregte Zustand. LSG.: Wir muessen aus dem Grundzustand den E3 anregen. Moegliche Methoden: (e,e’), (p,p’) und insbesondere Coulex Coulex: E1-Anregung vernachlaessigbar -> exklusiv E3-Anregung Intensitaet 3- -> 2+ E1 Uebergang entspricht der E3-Anregung…

  25. Brandaktuelle Spektren:

  26. Sieht doch aus wie ein HCl-Molekuel?

  27. Uebergang Oktupolvibrator zu Oktupoldeformiert

  28. Was sagen die neuen Supertheorien (HFB D1S, BCP EDF)? 218-226Ra sind stabil oktupoldeformiert! Da diese Kerne auch eine Quadrupoldeformation haben, besitzen sie ein statisches E1 Moment!!! = CP-verletzendes Schiff Moment!!! L.M.Robledo et al., Phys.Rev.C 81 (2010) 034315

  29. 3/2-, 3/2+ Parity doublet

  30. CP-Verletzung in Kernen Asymmetrische Protonenverteilung: Im Kern ist das Schiffmoment (hoechstwahrscheinlich) nicht direkt messbar, aber die e- der Huelle spueren das Schiffmoment und uebernehmen es. Im Vergleich zum Kern verstaerkt sich der Effekt sogar noch ~Z3!!!

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