N=20

Werbung
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne
13.4.
20.4.
27.4.
4.5.
11.5.
18.5.
25.5.
1.6.
8.6.
15.6.
22.6.
29.6.
6.7.
13.7.
Einführung, Beschleuniger
Schwerionenreaktionen, Synthese superschwerer Kerne (SHE)
Kernspaltung und Produktion neutronenreicher Kerne
Fragmentation zur Erzeugung exotischer Kerne
Halo-Kerne, gebundener Betazerfall, 2-Protonenzerfall
Wechselwirkung mit Materie, Detektoren
Schalenmodell
Restwechselwirkung, Seniority
Tutorium-1
Tutorium-2
Vibrator, Rotator, nukleare Isomere, Symmetrien
Schalenstruktur fernab der Stabilität
Tutorium-3
Klausur
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
New challenges in nuclear structure
new magic numbers
126
doubly magic nuclei:
4He, 16O, 40Ca, 48Ca, 208Pb
82
protons
50
82
28
20
50
8
28
2
20
instable: 48Ni, 56Ni, 78Ni, 100Sn, 132Sn
no 28O !
neutrons
2 8
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
New challenges in nuclear structure
new magic numbers
126
Sp = 0
82
proton drip-line
explored up to Z = 83
protons
50
82
28
20
50
8
28
2
20
2 8
Sn = 0
neutrons
neutron drip-line
known up to N MP-41
= 20Teil!2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Die Nuklidkarte
Spiegelkerne und das nukleare Schalenmodell
70
40
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Schalenstruktur fernab der Stabilität
• Einleitung
• Schalenstruktur superschwerer Kerne
• Kernstruktur von Transfermium Elemente ( 250Fm, 254No)
• deformiertes Schalenmodell
• Nukleares Schalenmodell
• klassische Anomalien: 11Be, 11Li
• exp. Ergebnisse des Deuterons
• Monopolwechselwirkung der Tensorkraft
• Kerne um N=20: 40Ca, 38Ar, 36S, 34Si, 32Mg, 30Ne
• Kerne um N=28: 48Ca, 46Ar, 44S
• Neutron-Proton Paarung in 92Pd
• Zusammenfassung und Ausblick
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Spektroskopie von Transfermium Kernen (Z=100-103)
Super – Heavy Elements
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Nukleare Schalenstruktur
Wo ist der nächste Schalenabschluss ?
J
3
254
102
No152
Die Deformation des Kerns verändert
die Reihenfolge der Einteilchenzustände
( Nilsson Modell )
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Deformiertes Schalenmodell
Nilsson-Modell
• deformiertes Oszillatorpotenzial
• axiale Symmetrie um z-Achse
→ Kerne können rotieren
 x   y  
x   y  z   30
Hamiltonian
H 
 

 

2
m
     2  x 2  y 2   2z  z 2  C  L  S  D  L2
2m
2

Deformationsparameter δ


2
3


 2   20  1    
H 


4
3


 2z   20  1    
 

2
m
4
5
     20  r 2  C  L  S  D  L2  m   02  r 2    
 Y20  ,  
2m
2
3 4 
Schalenmodell mit H.O.Potential
Hdef
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
 Trennung von Laborsystem und
körperfestes (intrinsisches) System
 K = Projektion des EinteilchenDrehimpulses auf die Symmetrieachse
 Rotation senkrecht zur Symmetrieachse
ändert nicht die K-Quantenzahl
Deformiertes Schalenmodell
Orbital 1 ist näher am Schwerpunkt als Orbital 2.
Die Energie von Orbital 1 ist am niedrigsten.
Nilsson-Modell
• deformiertes Oszillatorpotenzial
• axiale Symmetrie um z-Achse
→ Kerne können rotieren
 x   y  
x   y  z   30
Hamiltonian
H 
 

 

2
m
     2  x 2  y 2   2z  z 2  C  L  S  D  L2
2m
2

Deformationsparameter δ


2
3


 2   20  1    
H 


4
3


 2z   20  1    
 

2
m
4
5
     20  r 2  C  L  S  D  L2  m   02  r 2    
 Y20  ,  
2m
2
3 4 
Schalenmodell mit H.O.Potential
Hdef
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Deformiertes Schalenmodell
Orbital 1 ist näher am Schwerpunkt als Orbital 2.
Die Energie von Orbital 1 ist am niedrigsten.
Nilsson-Modell
• deformiertes Oszillatorpotenzial
• axiale Symmetrie um z-Achse
→ Kerne können rotieren
Intruder
Orbital wird soweit angehoben
oder abgesenkt, dass es Orbitale
aus einer anderen Schale
entgegengesetzter Parität kreuzt
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Deformiertes Schalenmodell
Welche Struktur haben die SHE ? (indirekter Versuch)
Deformierte Schalenabschlüsse für Transfermium Elemente
254No
Oblate
152
β2~0.28
Prolate
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Stabilität der schweren Elemente
254No
(Z=102) und 252Fm (Z=100) mit N=152
scheinen stabiler zu sein als ihre Nachbarn
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Woods-Saxon Niveaus
Exp. Ergebnisse: Anregung von isomeren Zuständen
254No
250Fm
mit Z=102 und N=152 – Protonen werden leicht angeregt
mit Z=100 und N=150 – Neutronen werden leicht angeregt
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Yrast – plot ( 254No)
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Die magischen Zahlen nahe den stabilen Kernen
 1 2
Es 
2   1 2
   Vs
2
 1 2
Maria Goeppert-Mayer (1906-1972)
Hans Jensen (1907-1973)
Magische Zahlen mit konstanten Schalenabschlüssen
sind nicht so robust, wie wir dachten.
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Nukleare Schalenstruktur
Experimentelle Hinweise auf die magischen Zahlen
E2 
1
Kerne mit magischen Zahlen
für Neutronen / Protonen:
hohe Energien der 21+ Zustände
kleine B(E2; 21+→0+) Werte
Übergangswahrscheinlichkeiten werden in
Weisskopf Einheiten (spu) gemessen
B( E 2; 21  0 )
Was passiert weitab des Tals der Stabilität?
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Extremes Einteilchen-Schalenmodell
Energie des Schalenabschlusses:
BE (179F7 )  BE (168O8 )  E (0 d 5 / 2 )
17
9
17
8
F8
O9
pos. Parität
BE (157N 8 )  BE (168O8 )   E (0 p1/ 2 )
E 0 d 5 / 2   E (0 p1/ 2 )  BE (179F8 )  BE (157N8 )  2  BE (168O8 )
 11.526 MeV
BE (178O9 )  BE (168O8 )  E (0 d 5 / 2 )
16
8
O8
BE (158O7 )  BE (168O8 )   E (0 p1/ 2 )
E 0 d 5 / 2   E (0 p1/ 2 )  BE (178O9 )  BE (158O7 )  2  BE (168O8 )
 11.519 MeV
15
7
15
8
O7
N8
neg. Parität
Gute Voraussage von
Spin
Parität π = (-1)ℓ
magnetisches Moment
Proton Neutron
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Einteilchen-Energien
8
2
17O:
17
8
O9
1/2 - Zustand schon bei 3.1 MeV
Restwechselwirkung wird benötigt,
verringert Abstand zwischen Schalen
Einteilchen Zustände beobachtet in ungerade-A Kernen (besonders ein Nukleon + doppelt magischer Kern
wie 4He, 16O, 40Ca) sind charakterisiert durch die Einteilchen-Energien des Schalenmodellbilds.
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Klassisches Beispiel einer Anomalie
Mehrere Anomalien wurden in Schalenstrukturen von exotischen Kernen beobachtet:
protonenreich oder neutronenreich
erwartet !
13
6
C7 ( stable)
11
4
Be7 (neutron  rich )
Das 2s1/2 Orbital (Parität +) und das 1p1/2 Orbital (Parität -) sind invertiert ?? (parity inversion)
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Bildung von Halos und das s-Orbital
Die s Komponente im Grundzustand ist essenziell für die Ausbildung einer Halostruktur.


2 2
  V (r )  (r )  E  (r )
 2 

Schrödinger Gleichung: 
(r )  un (r )  Ym ( ,  )
d 2u 2 du  2  
    1

  2 E  V ( r )  
ur   0
2
dr
r dr  
r 2 
Zentrifugalbarriere ( ℓ = 0 für s-Welle )
Neutronenreiche Kerne (11Be, 11Li)
→ instabil: flaches Kernpotential
→ die Wellenfunktion ist ausgedehnt
→ für s-Orbitale, die radiale Ausdehnung
ist nicht blockiert durch die Zentrifugalbarriere
( Halo )
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Erinnerung: Halokerne
Was kann man an der Neutronen-Dripline erwarten?
Wellenfunktion außerhalb des Potentials
e r
 r  
r
2 
r2


 r dr e

/  r
4
 r
 r dr e /   r
2
 r
2  E
 0.05  E MeV  [ fm 2 ]
2

2
2
Je kleiner die Bindungsenergie, je ausgedehnter die Wellenfunktion
r
2
1
2

 1    R  
2  2
4    Sn
E
κ2
κ
1/κ ~ r
7 MeV
0.35 fm-2
0.6 fm-1
1.7 fm
1 MeV
0.05 fm-2
0.2 fm-1
4.5 fm
0.1 MeV
0.005 fm-2
0.07 fm-1
14 fm
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Halo-Kerne
Anomalien der Schalenstruktur wurden zuerst beobachtet in
11Be (Z=4, N=7)
11Li (Z=3, N=8) ,
und
die bekannt sind als ein-Neutron Halo
und
zwei-Neutron Halo-Kerne.
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Änderung der magischen Zahl nahe N=8; 12Be
Ändert sich die magische Zahl nur bei Halo Kernen ?
Nein! Gilt auch für 12Be.
Diese Beobachtung weist auf eine
universelle Evolution der Schalenstruktur.
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Theoretische Erklärung
Die spezifische Proton-Neutron Wechselwirkung ( Monopolterm der Tensor-Kraft ) kann die
Einteilchen-Anordnung verändern, abhängig von dem Proton-Neutron Verhältnis der Kerne.
Die stark attraktive p-n Kraft zwischen J> and J< Orbitalen  :   1 / 2
 :   1 / 2
( zum Beispiel, π p3/2 and ν p1/2 )
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Deuteron: Spin und Parität
Mögliche Kombinationen der Spins und des relativen Bahndrehimpulses:


sn und s p parallel und   0


sn und s p antiparall el und   1
Die Kernkraft ist
spinabhängig !


sn und s p parallel und   1


sn und s p parallel und   2
Der gemessene Kernspin des Deuterons ist J=1

J 2  J  J  1  2 Experiment !
Parität des Deuterons:
Eigenschaften der emittierten Gammastrahlung beim Neutroneneinfang am Proton ergibt,
dass die Parität des Deuterons positiv (π = +1) ist.
Aus den Eigenschaften der Kugelflächenfunktionen ergibt sich die Parität zu (-1)ℓ = +1 Experiment !
woraus folgt, dass nur gerade Bahndrehimpulse von ℓ = 0 und ℓ = 2 vorkommen können.
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Deuteron: Magnetisches Moment
• Der gemessene Kernspin des Deuterons ist J = 1
• Die Parität des Deuterons ist positiv, nur gerade Bahndrehimpulse ℓ = 0 und ℓ = 2 .
• Das magnetische Moment des Deuterons, welches sich z.B. durch Kernspinresonanz (NMR) bestimmen läßt,
ergibt sich zu:   0.8574  K
Der gyromagnetische Faktor g stellt die Proportionalitätskonstante zwischen dem magnetischen Moment eines Teilchens
und dem Spin dar (im Falle des Drehimpulses g = 1):

  g


Mit S dem Spin-Operator und  K 


e
 S  g  K  S
2  mp  c
e
dem Kern-Magneton
2  mp  c
Für ein punktförmiges Proton (s=1/2) erwartet man g = 2. Die innere Struktur von Proton (uud) und Neutron (udd) zeigt
sich in den experimentellen Werten
gsproton = 5.5857, gsneutron = -3.8261
Bei einer parallelen Ausrichtung der Nukleonenspins S = 1 und einem angenommenen Bahndrehimpuls von ℓ = 0 bzw.
ℓ = 2 ergibt die Summe der magnetischen Momente von Proton und Neutron
J , , S
 deuteron

N
4  J  J  1



 g sproton  g sneutron  J  J  1      1  S  S  1  J  J  1      1  S  S  1
J 1,  0, S 1
deuteron
 1 / 2  g sproton  g sneutron   0.88
J 1,   2, S 1
deuteron
 1 / 4  3  g sproton  g sneutron   0.31
Die Wellenfunktion des Deuterons besteht zu
96% aus einem ℓ = 0 Zustand und
4% aus einem ℓ = 2 Zustand
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Erinnerung: Schalenmodell
 Magnetische Momente:
Für den g-Faktor gj gilt:
mit



 j  g    g s  s  g j  j


 2   2 2
  
  j  s   j  2 j  s  s 2

j 
 


 j j
  j   g    g s  s   
j  j




 2 
  

s 2  j    j 2  2  j    2
g    j  j  1    1  3 / 4 g s   j  j  1    1  3 / 4 
j
2  j  j  1
1
1     1  s  s  1
g j   g   g s   
 g   g s 
2
2
j   j  1
Einfache Beziehung für den g-Faktor
von Einteilchenzuständen
g  g  

 g Kern  g   s
K
2   1
für

j   1/ 2
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Deuteron: Quadrupolmoment
• Der gemessene Kernspin des Deuterons ist J = 1
• Die Parität des Deuterons ist positiv, nur gerade Bahndrehimpulse ℓ = 0 und ℓ = 2 .
• Das magnetische Moment des Deuterons ergibt sich zu   0.8574  K Der Bahndrehimpuls hat zu 4% den Wert ℓ = 2
• Das Deuteron ist nicht sphärisch.
Es hat ein experimentell bestimmtes Quadrupolmoment von Q = 0.00282 eb.
Das freie Neutron und das freie Proton haben kein elektrisches Quadrupolmoment.
Das Deuteron kann nur aufgrund der Bahnbewegung ℓ = 2 von Proton und Neutron ein Quadrupolmoment besitzen.



Qzz    r   r 2  3  cos 2   1 d
Eine reine ℓ = 0 Wellenfunktion hat aufgrund ihrer Rotationssymmetrie ein verschwindendes Quadrupolmoment.
Die Kernkraft ist spinabhängig !
Die Kernkräfte müssen ein Drehmoment aufbringen, das vom Radius r und dem Winkel θ abhängt.
Wenn die Kernkraft von r und θ abhängt, gibt es eine nicht-zentrale Kraftkomponente eine
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Tensorkraft
Nukleon-Nukleon Potentials
abstoßender Teil
ω (3π) - Austausch
Alle Beiträge der N-N Wechselwirkung
basieren auf dem Meson Austausch
Mechanismus
langreichweitiger Teil
1π – Austausch
konstanter Abstand zwischen Nukleonen ~ 1fm
→ konstante Kerndichte
1π – Austausch ~ Tensor Kraft (r,θ)
Potenzialmulde durch
σ – Austausch
( 2π zu Spin 0 gekoppelt)
g 2 e   r
ˆ
Yukawa Potential: V r1 , r2   

 spin function
4  r
m(π) ≈ 140 MeV/c2
m(σ) ≈ 500-600 MeV/c2
m(ω) ≈ 784 MeV/c2
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Effektive Einteilchen Energie
effective single-particle energy ESPE
ESPE is changed by N
vm
Monopole interaction, vm
N
particles
ESPE :
Total effect on singleparticle energies due to
interaction with other
valence nucleons
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Anschauliches Bild des Monopoleffekts der Tensorkraft
Nukleon-Nukleon Restwechselwirkung
wave function of relative motion
spin of nucleon
large relative momentum
small relative momentum
attractive
repulsive
Monopolenergie der Tensor-Wechselwirkung:
V
T
j, j '
 2 J  1 jj ' V


  2 J  1
J
jj '
JT
J
T. Otsuka et al., Phys. Rev. Lett. 95, 232502 (2005), Phys. Rev. Lett. 97, 162501 (2006)
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Anschauliches Bild des Monopoleffekts der Tensorkraft
Nukleon-Nukleon Restwechselwirkung
Das Beispiel zeigt die Protonenkonfiguration (0p3/2) von 14C8. Je mehr Protonen im 0p3/2 Orbital sind, um so mehr
wird das 0p1/2 Neutronenorbital angezogen und der Schalenabschluss bei N=8 entwickelt sich.
Für 12Be8 wird das Protonenorbital 0p3/2 geleert, die Wechselwirkung ist geringer und das Neutronenorbital 0p 1/2
wird angehoben.
j'<
j'<
j'>
j'>
j<
j<
j>
j>
proton
neutron
proton
T. Otsuka et al., Phys. Rev. Lett. 95, 232502 (2005), Phys. Rev. Lett. 97, 162501 (2006)
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
neutron
Anschauliches Bild des Monopoleffekts der Tensorkraft
Nukleon-Nukleon Restwechselwirkung
Das Beispiel zeigt die Protonenkonfiguration (0p3/2) von 14C8. Je mehr Protonen im 0p3/2 Orbital sind, um so mehr
wird das 0p1/2 Neutronenorbital angezogen und der Schalenabschluss bei N=8 entwickelt sich.
Für 12Be8 wird das Protonenorbital 0p3/2 geleert, die Wechselwirkung ist geringer und das Neutronenorbital 0p 1/2
wird angehoben.
T. Otsuka et al., Phys. Rev. Lett. 95, 232502 (2005), Phys. Rev. Lett. 97, 162501 (2006)
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Der Effekt der Tensorkraft auf die ℓs-Kopplung
17F(16O+p)
23F(22O+p)
VT()
VT()
0d3/2
1s1/2


0d3/2
1s1/2
0d5/2
0d5/2
0p1/2
0p3/2
0p1/2
0p3/2
0s1/2
The tensor force does not act


0s1/2
The tensor force reduces the ℓs-splitting
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Michimasa et al.
(from NPA 787 (2007) 569)
3/2+

0d3/2
1s1/2
0d5/2
5 MeV
23F
5/2+
17F
Bohr & Mottelson vol. 1

Anwendung auf andere Schalen
32
12
low-lying 2+
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Mg 20
Nukleare Schalenstruktur
Experimentelle Hinweise auf die magischen Zahlen
N=20
N=20
E(2+) [MeV]
N=20
12
16
20
24
N
N=28
Z=20
40Ca
Z=18
38Ar
Z=16
36S
44S
Z=14
34Si
42Si
Z=12
32Mg
40Mg
Z=10
30Ne
38Ne
Hinweise auf das nukleare Schalenmodell:
hohe Energien der 21+ Zustände
für Kerne mit magischen Zahlen
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
42Ca
44Ca
46Ca
48Ca
46Ar
Monopol-Wechselwirkung der Tensorkraft
Experimentelle Hinweise auf die magischen Zahlen N=20
40
20
Ca20
f7/2
N=20
d3/2
s1/2
d5/2


E(2+) [MeV]
N=20
12
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
16
20
24
N
Monopol-Wechselwirkung der Tensorkraft
Experimentelle Hinweise auf die magischen Zahlen N=20
38
18
Ar20
f7/2
N=20
d3/2
s1/2
d5/2


E(2+) [MeV]
N=20
12
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
16
20
24
N
Monopol-Wechselwirkung der Tensorkraft
Experimentelle Hinweise auf die magischen Zahlen N=20
36
16
S 20
f7/2
N=20
d3/2
s1/2
d5/2


E(2+) [MeV]
N=20
12
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
16
20
24
N
Monopol-Wechselwirkung der Tensorkraft
Experimentelle Hinweise auf die magischen Zahlen N=20
34
14
Si20
f7/2
N=20
d3/2
s1/2
( j> )
d5/2


( j< )
E(2+) [MeV]
N=20
12
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
16
20
24
N
Monopol-Wechselwirkung der Tensorkraft
Experimentelle Hinweise auf die magischen Zahlen N=20
32
12
Mg 20
f7/2
N=20
s1/2
( j> )
d5/2


N=20
( j< )
E(2+) [MeV]
d3/2
12
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
16
20
24
N
Monopol-Wechselwirkung der Tensorkraft
Experimentelle Hinweise auf die magischen Zahlen N=20
30
10
Ne20
f7/2
d3/2
N=20
( j< )
s1/2
( j> )
d5/2


E(2+) [MeV]
N=20
12
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
16
20
24
N
Nukleare Schalenstruktur
Experimentelle Hinweise auf die magischen Zahlen
N=20
Die Schalenstruktur wird durch die attraktive p-n Kraft zwischen J> and J< Orbitalen ( π d5/2 and ν d3/2 )
stark beeinflußt.
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Nukleare Schalenstruktur
Experimentelle Hinweise auf die magischen Zahlen
N=28
N=20
spherical
Ca
S
Si
N=28
Z=20
40Ca
Z=18
38Ar
Z=16
36S
44S
Z=14
34Si
42Si
Z=12
32Mg
40Mg
Z=10
30Ne
38Ne
42Ca
44Ca
46Ca
48Ca
46Ar
deformed
Hinweis auf das nukleare Schalenmodell:
+
hohe Energien der 21 Zustände
Nukleare Feldtheorie:
Nukleare Vielteilchenproblem wird relativistisch gelöst
mit der Konsequenz: attraktives Skalarfeld (S-V)
repulsives Vektorfeld (S+V)
für Kerne mit magischen Zahlen
Relativistic quasi-particle random phase approximation
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Nukleare Schalenstruktur
Große Ähnlichkeit zwischen den drei Zahlen des HO-Schalenmodells
N=20
N=8
N=40
O. S. , MG Porquet PPNP (2008)
Gleicher Mechanismus :
- kleinere 2+ Energien bei N=8, 20 and 40
- Inversion zwischen normalen und Intruder Zuständen bei N=40
- Suche nach einem (super)deformierten 0+2 Zustand in 68Ni
- Prüfe die extreme Deformation von 64Cr
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Nukleare Schalenstruktur
SPIN –FLIP =0 INTERACTION
Entwicklung der HO-Schalenabschlüsse
d5/2
s1/2
p3/2 [ ]

]


3/2

Z=6 Z=2
p3/2
f7/2
d3/2
s1/2
16
14 of the  d -  d
Role
5/2
3/2 interaction
14

d5/2
d5/2
d5/2
g9/2
40
p1/2
5/2
Role fpof
3/2
[ ]

N=14
p
f7/23/2
d3/2
N=28

N~20

Z=14 Z=8
f7/2
s
p1/2 1/2
N~8
8 p
1/2
6
6 of the  p -  p
Role
interaction
p3/2
3/2 p 1/2
p3/2
20
d5/2 [
d5/2
28

f7/2
the 

s1/2
d5/2
d5/2
g9/2
N~40
f5/2
34
p1/2
32
f7/2-  f5/2 interaction ?p3/2
f7/2
28
f7/2

Z=28
Z=20
Large N/Z
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012

N=50
Small gaps
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Excitation energy
Signatures near closed shells
Sn isotopes
only valence neutrons
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
8+(g9/2)-2 seniority isomers in 98Cd and 130Cd
N=50
Z=48
(8+)
(6+)
(4+)
2428
2281
2083
h11/2
d3/2
s1/2
d5/2
g7/2
N=82
N=50
MeV
2.6
2.2
1.6
0.5
0
(8+)
(6+)
(4+)
participating neutron-orbitals
(2+)
(2+)
1395
2128
2002
1864
N=82
Z=48
1325
two proton holes in the g9/2 orbit
No dramatic shell quenching!
0+
0+
A. Blazhev et al., Phys. Rev. C69 (2004) 064304
A. Jungclaus et al., Phys. Rev. Lett. 99 (2007), 132501
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Isoscalar neutron-proton pairing in 92Pd
four proton holes in g9/2 orbit
46
48
50
Jmax=12
B. Cederwall et al., Nature 469 (2011), 68
T.S. Brock et al., Phys. Rev. C82 (2010) 061309
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Neue magische Zahlen
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Zukunft: Kern- und Astrophysik
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
Rare Isotope Beam Capabilities Worldwide
MP-41 Teil 2: Physik exotischer Kerne, SS-2012
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