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Systematische Untersuchung exotischer Zerfallskanäle der Scherenmode in Gadoliniumisotopen

Beller, Jacob Daniel :
Systematische Untersuchung exotischer Zerfallskanäle der Scherenmode in Gadoliniumisotopen.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2014)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Systematische Untersuchung exotischer Zerfallskanäle der Scherenmode in Gadoliniumisotopen
Language: German
Abstract:

Die Isotope 152,154,156Gd liegen in einer Region der Nuklidkarte, in der plötzliche Änderungen der Kerndeformation als Funktion der Teilchenzahl auftreten. Neue Zerfallskanäle der nuklearen Scherenmode an diesem Formphasenübergang wurden mit komplementären experimentellen Methoden studiert. Die M1-Anregungsstärken der J^pi=1^+ Zustände in 152,154Gd wurden in Kernresonanzfluoreszenzexperimenten bestimmt. Dabei ergaben sich summierte M1-Anregungsstärken für 152Gd von sum B(M1) = 0.46(9) \mu_N^2 und für 154Gd von sum B(M1) = 3.12(35) mu_N^2. Mit gamma-gamma-Koinzidenzmessungen nach dem Elektroneneinfang der Kerne 152,154Tb konnten neue Zerfallskanäle dieser 1^+ Zustände zu den 0^+_{2,3}, 2^+_{2,3} und 1^-_1 Zuständen identifiziert werden. Ein Kernresonanzfluoreszenzexperiment mit quasi-monochromatischen, linear polarisierten Photonen zeigte, dass auch der J^\pi=1^+ Zustand der Scherenmode mit der größten M1-Anregungsstärke im statisch deformierten Kern 156Gd einen Zerfall zum ersten angeregten 0^+ Zustand aufweist.

Die neuen Eigenschaften der Scherenmode wurden innerhalb des Interacting Boson Models 2 beschrieben und wurden dazu verwendet, die Parameter des Majoranaoperators festzulegen. Die neuen Parameter zur Beschreibung des Atomkerns 154Gd haben einen direkten Einfluss auf die Berechnung von Matrixelementen für den neutrinolosen doppelten beta-Zerfall von 154Sm zu dem 0^+_2 Zustand von 154Gd. Dabei ergibt sich ein wesentlich größeres Matrixelement als zuvor angenommen.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
The isotopes 152,154,156Gd are located in a region of the nuclear chart where sudden changes in nuclear deformation occur as a function of particle number. New decay branches of the nuclear scissors mode at this shape phase transition were studied exploiting complementary experimental methods. M1 excitation strengths of J^\pi=1^+ states in 152,154Gd were measured using the method of nuclear resonance fluorescence. The summed M1 excitation strengths are sum B(M1) = 0.46(9) mu_N^2 in the case of 152Gd and sum B(M1) = 3.12(35) mu_N^2 in the case of 154Gd. Using gamma-gamma coincidence measurements following electron capture of the nuclei 152,154Tb, new decay branches of those 1^+ states to 0^+_{2,3}, 2^+_{2,3} und 1^-_1 states were identified. A nuclear resonance fluorescence experiment using quasi-monochromatic, linearly polarized photons showed that the J^\pi=1^+ state with the largest M1 excitation strength of the static deformed nucleus 156Gd also exhibits a decay to the first excited 0^+ state. The new properties of the scissors mode were described within the Interacting Boson Model 2 and were used to set the parameters of the Majorana operator. The new parameter set for the describtion of 154Gd has a direct impact on calculations of nuclear matrix elements of the neutrino-less double beta decay process of 154Sm to the 0^+_2 state of 154Gd. Here, the new parameter set yields a significant larger matrix element than previously thought.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Divisions: 05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics
Date Deposited: 01 Apr 2014 07:37
Last Modified: 01 Apr 2014 07:37
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-38590
Referees: Pietralla, Prof. Dr. Norbert and Richter, Prof. Dr. Achim
Refereed: 19 February 2014
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3859
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