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Dipole excitations below the neutron separation threshold in neutron-rich Tin isotopes.

Zanetti, Lorenzo (2020):
Dipole excitations below the neutron separation threshold in neutron-rich Tin isotopes.
Darmstadt, Technische Universität, DOI: 10.25534/tuprints-00013483,
[Ph.D. Thesis]

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Dipole excitations below the neutron separation threshold in neutron-rich Tin isotopes.
Language: English
Abstract:

Among the many ways to describe and predict the behaviour of a nucleus, we find the nuclear equation of state (EoS). This expression aims to account for the properties of nuclear matter from common run-off-the-mill nuclei, such as those found in nature, to neutron stars and nuclei far from stability synthesized in laboratories. Around the density nuclear matter would assume if it were infinite and constituted in equal parts by neutrons and protons, the nuclear equation of state can be expanded in a Taylor series: the first terms of this series define the behaviour of the equation of state. Of particular interest is the second order term, known as the symmetry energy. Because it is not experimentally accessible, though, a direct measurement cannot be performed and other observables have to be individuated. One of these observables is the dipole polarizability, indicated with αD of the nucleus; this quantity correlates with the thickness of the neutron skin that forms around nuclei with a marked excess of neutrons and, thus, has the potential to put a constraint on the first order coefficient of symmetry energy’s Taylor series expansion around the saturation density. This term is known as the “slope” and indicated with the letter L. The dipole polarizability can be obtained by integrating the strength of the nuclear response on all energies; this integral, though, is weighted by the energy: the response at lower energies plays, proportionally, a bigger role than that at higher ones. The aim of this work is to obtain a strength distribution for a neutron-rich isotope of Tin, 132Sn, and thus measure the dipole polarizability. To accomplish this, the data acquired at the GSI facility by the R3B collaboration, in Darm- stadt, have been used and a novel method for profiling the strength of the dipole response of a nucleus from a noisy spectrum has been demonstrated to be promising and, furthermore, it is expected to be portable to other isotopes and experiments where a gamma array detector is used.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Unter den zahlreichen Möglichkeiten, das Verhalten eines Atomkerns zu beschreiben und vorherzusagen, befindet sich die nukleare Zustandsgleichung (EoS). Die EoS zielt darauf ab, die Eigenschaften von Kernmaterie zu erklären, welche von gewöhnlichen Kernen, wie sie in der Natur vorkommen, bis zu Neutronensternen und Kernen, welche in Laboratorien synthetisiert werden und weit von der Stabilität entfernt sind, reichen. Wenn bei einer bestimmten Dichte der Kernmaterie angenommen wird, dass sie unendlich wäre und zu gleichen Teilen aus Neutronen und Protonen besteht, dann kann die nukleare Zustands- gleichung in einer Taylor-Reihe erweitert werden: Die ersten Terme dieser Reihe definieren das Verhalten der Zustandsgleichung. Von besonderem Interesse ist der Term zweiter Stufe, der als Symmetrieenergie bekannt ist. Da dieser Term jedoch nicht experimentell zugänglich ist, kann keine direkte Messung durchgeführt werden und andere Observablen mu ̈ssen individualisiert werden. Eine dieser Observablen ist die Dipolpolarisierbarkeit des Kerns, angegeben mit αD. Diese Größe korreliert mit der Dicke der Neutronenhaut, die sich um die Kerne mit einem deutlichen Uberschuss an Neutronen bildet. αD besitzt die Möglichkeit, eine Einschränkung für die Taylorreihenausdehnung des Koeffizienten erster Ordnung der Symmetrieenergie um die Sättigungsdichte zu setzen. Dieser Term wrid als “Steigung” und mit der Variablen L bezeichnet. Die Dipolpolarisierbarkeit kann erhalten werden, indem die Stärke der Dipolantwort des Kernes auf alle Energien integriert wird. Dieses Integral wird jedoch mit der Energie gewichtet: Die Reaktion bei niedrigeren Energien spielt proportional eine größere Rolle als die bei höheren. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Dipolstäverteilung für ein neutronenreiches Isotop von Zinn, 132Sn, zu erhalten und damit die dipole polarizability zu messen. Zu diesem Zweck wurden die an der GSI bei R3B in Darmstadt gewonnenen Daten verwendet, um zu zeigen, dass eine neuartige Methode zur Ermittlung der Stärke der Dipolreaktion eines Kerns aus einem verrauschten Spektrum vielversprechend ist. Diese Methode kann auf andere Isotope und Experimente, bei denen ein Gamma-Array-Detektor verwendet wird, ubertragen werden.German
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Divisions: 05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics > Experimentelle Kernphysik
05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics > Experimentelle Kernphysik > Experimentelle Kernstrukturphysik, Radioaktive Ionenstrahlen
05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics > Experimentelle Kernphysik > Experimental Nuclear Structure Physics with Exotic Ion Beams
Date Deposited: 23 Sep 2020 13:49
Last Modified: 23 Sep 2020 16:40
DOI: 10.25534/tuprints-00013483
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-134837
Referees: Aumann, Prof. Dr. Thomas and Enders, Prof. Dr. Joachim
Refereed: 11 December 2019
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/13483
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