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Gamma-ray spectroscopy of 92,94Se isomeric decay

Lizarazo, Cesar :
Gamma-ray spectroscopy of 92,94Se isomeric decay.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2018)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Gamma-ray spectroscopy of 92,94Se isomeric decay
Language: English
Abstract:

The isomeric decay of 92,94Se has been studied by means of gamma-ray decay spectroscopy, in order to explore the nuclear structure of these very neutron-rich exotic nuclei far way from the ‘stability line’. The experiment was conducted in March 2015 at the Radioactive Ion Beam Factory of the RIKEN Nishina Center (RIBF-RIKEN) located in Japan. A radioactive beam of exotic nuclei was delivered by the BigRIPS fragment separator, tuned to select the desired products of the in-flight fission of a 238U primary beam on a Be target. This secondary beam impinged on a liquid Hydrogen (LH2) target, producing Selenium nuclei via different nucleon knock-out reactions. The final products passed through the ZeroDegree mass spectrometer, where they were identified on an event-by-event basis by means of determination of the proton number (Z) and mass-to-charge ratio (A/Q), and were finally implanted into a stack of silicon layers of the AIDA detector system. The existence and subsequent decay of isomeric excited states of these nuclei was studied with the EURICA gamma-ray HPGe detector placed around the AIDA layers. New spectroscopic information has been obtained for both isotopes, leading to an extension of their level schemes. In particular, the isomeric state of 94 Se has been observed for the first time. The possible causes of isomerism in these nuclei have been discussed and compared with the results, and it has been found that the presence of oblate-deformed quasi-particle states play an important role in the description of the isomerism phenomenon. The level schemes obtained have been compared with the predictions of different state-of-the-art beyond mean-field calculations, which propose all a prolate-to-oblate shape transition with increasing neutron number taking place between N=56 and N=60 (90,92,94 Se). Based on the observed structure of the level schemes and the deformation character of the isomeric states, the idea of a shape transition into an oblate structure at N=60 is supported.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Der isomere Zerfall der 92,94Se Kerne wurde durch gamma-Zerfallsspektroskopie untersucht, um die Kernstruktur dieser neutronenreichen Isotope fernab des Tals der Stabilität zu erkunden. Das Experiment wurde im März 2015 in der Radioactive Ion Beam Factory des RIKEN Nishina Center (RIBF-RIKEN) in Japan durchgeführt. Ein radiaktiver Strahl exotischer Kerne wurde vom BigRIPS Fragmentseparator zur Verfügung gestellt. Dieser Strahl wurde optimiert, um die gewünschen Pro- 238 9dukte der Spaltung des primären U Strahls an einem Be Target im Flug zu selektieren. Dieser sekundäre Strahl traf auf ein flüssiges Wasserstofftarget (LH2), um Selenkerne durch verschiedene Nukleonen-Knock-Out-Reaktionen zu erzeugen. Die Produkte durchliefen das ZeroDegree Massenspektrometer, in dem sie auf einer Event-by-Event-Basis, durch Bestimmung der Protonenzahl und des Masse- Ladungsverhältnisses, identifiziert und letztendlich in einer Silikonschicht des AIDA-Detektorsystems implantiert wurden. Die Existenz und der anschließende Zerfall der angeregten Isomerzustände dieser Kerne wurde mit dem EURICA HPGe- Detektorarray, der die AIDA-Schichten umgab, untersucht. Es wurde neue spektroskopische Information für beide Isotope erhalten und dies ermöglichte eine Erweiterung des Levelschemas. Insbesondere wurde der Isomerzustand von 94Se zum ersten Mal beobachtet. Die möglichen Ursachen der Isomerie dieser Kerne werden diskutiert und mit den Ergebnissen verglichen. Außerdem wurde beobachtet, dass die Anwesenheit von oblaten, deformierten Quasiteilchenzuständen eine wichtige Rolle in der Beschreibung des isomeren Phänomens spielt. Die erhaltenen Levelschemata wurden mit Vorhersagen neuster Beyond Mean- Field Rechnungen verglichen, die einen Formübergang von prolat zu oblat mit zunehmender Neutronenzahl zwischen N = 56 − 60 vorschlagen. Basierend auf der Struktur der beobachteten Levelschemata und dem Deformationscharakter der unstersuchten isomeren Zustände, wird die Hypothese des Formübergangs in eine oblate Struktur bei N=60 unterstüzt.German
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Divisions: 05 Department of Physics
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: 12 Mar 2018 10:00
Last Modified: 12 Mar 2018 10:00
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-72660
Referees: Pietralla, Prof. Dr. Norbert and Enders, Prof. Dr. Joachim
Refereed: 5 February 2018
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/7266
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