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Elektrische Dipol-Polarisierbarkeit und Spin-M1-Stärke aus 90Zr(p,p’)-Daten unter 0°

Klaus, Tobias (2020):
Elektrische Dipol-Polarisierbarkeit und Spin-M1-Stärke aus 90Zr(p,p’)-Daten unter 0°.
Darmstadt, Technische Universität, DOI: 10.25534/tuprints-00012687,
[Ph.D. Thesis]

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Elektrische Dipol-Polarisierbarkeit und Spin-M1-Stärke aus 90Zr(p,p’)-Daten unter 0°
Language: German
Abstract:

In der vorliegenden Arbeit wurden Impulshöhenspektren aus einem 90Zr(p,p’)-Streuexperiment in einem Energiebereich von (6-23)MeV analysiert, mit dem Ziel, die magnetische Dipolstärke und die elektrische Dipol-Polarisierbarkeit zu bestimmen. Letzteres konnte nur über den Photoabsorptionswirkungsquerschnitt ermittelt werden, aus dem noch weitere physikalische Größen wie die elektrische Dipolstärke und die Gamma-Stärkefunktion berechnet worden sind. Das Streuexperiment wurde 2010 am Research Center for Nuclear Physics in Osaka, Japan, mit einer Einschussenergie von Ep=295MeV durchgeführt. Die Impulshöhenspektren wurden in einen doppelt differentiellenWirkungsquerschnitt umgerechnet, um aus diesem die einzelnen Multipolbeiträge mittels einer Multipolentfaltung zu extrahieren. Im Rahmen der Multipolentfaltung konnte gezeigt werden, dass sich der Beitrag der effektiven Ladung in den Modellwinkelverteilungen des E1-Multipolanteils negativ auf deren Ergebnis auswirkt und Modellwinkelverteilungen ohne den Anteil der effektiven Ladung zu bevorzugen sind. Von den extrahierten Multipolanteilen wurden aus den beiden am stärksten auftretenden Multipolanteilen E1 und M1 physikalisch relevante Größen generiert. Für den M1-Multipolanteil sind die reduzierte Übergangsstärke B(M1) und ihre Gesamtstärke im Energiebereich von (6-14)MeV bestimmt und mit (gamma,gamma’)-Daten verglichen worden. Weiterhin konnten aus der B(M1)-Stärke und dem E1- Multipolanteil Photoabsorptionswirkungsquerschnitte gebildet werden, wobei letzteres mit Hilfe der Virtuelle-Photonen-Methode umgesetzt wurde. Beide Anteile am Photoabsorptionswirkungsquerschnitt konnten so untereinander und in ihrer Summe mit (gamma,x)-Daten verglichen werden. Über den E1-Anteil des Photoabsorptionswirkungsquerschnitts ergaben sich weitere physikalische Größen wie die reduzierte Übergangsstärke B(E1), die elektrische Dipol-Polarisierbarkeit und die Gamma-Stärkefunktion. Über die B(E1)-Stärke konnte die B(E1)-Gesamtstärke im Energiespektrum ermittelt werden. Weiterhin war es möglich, die Ergebnisse der B(E1)-Stärke mit einem vorangegangenen (p,p’)-Experiment und (gamma,gamma’)-Daten im Energiebereich der PDR zu vergleichen. Die elektrische Dipol-Polarisierbarkeit konnte mit Hilfe einer Quasiparticle-Random-Phase-Aproximation (QRPA)- Rechnung und einer angepassten Extrapolation im Energiebereich von ca. (6-50)MeV angegeben werden. Dieses Ergebnis wurde mit denen von Modellrechnungen verglichen, welche anhand von eingeschränkten Symmetrieenergieparametern die Dipol-Polarisierbarkeit verschiedener Kerne bestimmen soll. Des weiteren wurde ein Modelltest von modifizierten Lorenzkurven, die zur Beschreibung der Gamma- Stärkefunktionen beliebiger Kerne genutzt werden können, anhand des experimentell bestimmten E1-Anteils der Gamma-Stärkefunktion durchgeführt. Anhand der ermittelten Ergebnisse und zugänglich gemachten Relationen der dominierenden Multipolanteile wurde der Frage nachgegangen, ob das E1-M1-Verhältnis in einer früheren Arbeit abweichend bestimmt wurde.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
In the present thesis energy sprecta from a 90Zr(p,p’) scattering experiment in an energy range of (6-23)MeV were analyzed with the aim to determine the magnetic dipole strength and the electric dipole polarizability. The latter could be determined via the photoabsorption cross section, from which other physical quantities such as the electric dipole strength and the gamma strength function were calculated. The scattering experiment was carried out in 2010 at the Research Center for Nuclear Physics in Osaka, Japan with a proton beam energy of Ep=295MeV. The energy sprecta were converted into double differential cross sections in order to extract the individual multipole contributions by means of a multipole decomposition analysis (MDA). Within the MDA it could be shown that the contribution of the effective charge in the model angular distributions of the E1 multipole component has a negative effect on their results and model angle distributions without the component of the effective charge are to be preferred. From the extracted multipole components, physically relevant quantities were extracted from the two most strongly occurring multipole components E1 and M1. For the M1 multipole component, the reduced transition strength B(M1) and its total strength in the energy range of (6-14)MeV were determined and compared to (gamma,gamma’) data. Furthermore, photoabsorption cross sections were calculated from the B(M1) strength and the E1 multipole component, where the latter was extraced with the aid of the virtual photon method. Both parts of the photoabsorption cross section as well as their sum were compared to (gamma,x) data. Further physical quantities such as the reduced transition strength B(E1), the electric dipole polarizability and the gamma strength function were obtained from the E1 component of the photoabsorption cross section. Furthermore, it was possible to compare the results of the B(E1) strength with a previous (p,p’) experiment and (gamma,gamma’) data in the energy range of the PDR. The electric dipole polarizability was determi- ned in the energy region of (6-50)MeV, whereas in the energy region (23-50)MeV the polarizability was determined by means of a quasiparticle random phase approximation (QRPA) calculation in combination with an extrapolation. This result was compared to several model calculations based on energy density functional theory. Furthermore, a model test of modified Lorenz functions was performed using the experimental determined gamma strength function. Finally, the E1/M1 ratio determined in this work was compared to results from a previous analysis.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Divisions: 05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics
05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics > Experimentelle Kernphysik
Date Deposited: 11 Aug 2020 11:18
Last Modified: 11 Aug 2020 13:38
DOI: 10.25534/tuprints-00012687
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-126873
Referees: Pietralla, Prof. Dr. Norbert and Enders, Prof. Dr. Joachim
Refereed: 22 June 2020
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/12687
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